Technisches Umfeld
[0001] Die Erfindung betrifft ein Nockenwellenverstellsystem gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.
[0002] Nockenwellenverstellsysteme bestehen aus einer Anzahl verschiedener Komponenten.
Die Anzahl der Komponenten kann variieren, jedoch ist vielen Nockenwellenverstellsystemen
gemeinsam, dass ein Nockenwellenversteller und ein Steuerventil oder eine Steuerventilgruppe
vorhanden sind. Es gibt unterschiedliche Typen von Nockenwellenverstellern, die alle
die relative Lage einer Nockenwelle gegenüber einer weiteren Welle, wie der Kurbelwelle,
einer Verbrennungskraftmaschine zueinander verdrehen können. Ein häufig verbreiteter
Typ eines Nockenwellenverstellers ist der Schwenkmotornockenwellenversteller. Ein
Schwenkmotornockenwellenversteller ist ein rotatorischer Flügelmotor, der die hydraulische
Beaufschlagung einer Kammer gegenüber einer anderen Kammer in rotatorische Bewegung
umsetzt. Die beiden sich entgegenwirkenden Kammern werden durch einen beweglichen
Flügel getrennt, der je nach Druckverhältnissen die Lage verändert. Durch die Lageveränderung
wird die mit dem Nockenwellenversteller verbundene Nockenwelle in Ihrer Lage wiederum
mitgenommen und verdreht. Die Anzahl der Kammern der einen Wirkrichtung, die Anzahl
der Flügel und die Anzahl der Kammer der entgegengesetzten Wirkrichtungen entsprechen
sich häufig. Kammern gleichen Typs werden hydraulisch miteinander verschaltet. Die
Kammern werden auf eine Steuerventilgruppe oder ein Steuerventil geführt. Durch die
geschickte Verschaltung von mehreren Steuerventilen kann die Funktionalität eines
hochintegrierten Steuerventils nachgebildet werden. Hydraulisch betrachtet sind also
aus mehreren Ventilen bestehende Steuerventilgruppen ähnlich zu Steuerventilen, die
aus einem einzigen mit mehreren Anschlüssen versehenen Steuerventil bestehen. Es ist
also davon auszugehen, dass die Kammern der ersten Wirkrichtung alle direkt oder indirekt
miteinander verschaltet sind und die Kammern der zweiten Wirkrichtung auf einen weiteren
Anschluss der Steuerventilgruppe geführt sind. Vereinfacht wird von den Anschlüssen
A und B gesprochen.
[0003] Insbesondere bei außergewöhnlichen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine
ist es erwünscht, die Relativlage der Nockenwelle gegenüber Ihrer Bezugswelle zu kennen.
Aus der Patentliteratur sind zahlreiche Vorschläge bekannt, in denen durch den Einsatz
von besonderen Verriegelungsmechanismen eine definierte Position hergeleitet werden
kann. Beispielhaft sei auf die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2004 012 460 A (HYDRAULIK-RING GMBH) verwiesen, in der durch eine geschickte Kombination eines Nockenwellenverstellers
mit einer Feder Verriegelungspositionen wählbar und entwerfbar sind.
[0004] Aus anderen Bereichen der hydraulischen Kfz-Technik sind besondere Ventile bekannt,
die durch ihre Gestaltung in ausgewählten Betriebszuständen Verzögerungen eines Schaltverhaltens
erzeugen.
[0005] In der
DE 198 16 069 A (HYDRAULK-RING GMBH) wird ein Ventil beschrieben, dass vorzugsweise für automatisierte
Handschaltgetriebe einsetzbar ist. Ein beidseitig beaufschlagbarer Kolben, der zwei
Druckräume voneinander trennt, wird über ein Ventil mit einer Sicherheitsfunktion
gesteuert. In der Schaltstellung Null, der Sicherheitsstellung, hat das Drei-Wege-Proportionalventil
im Störungsfall die Kupplung nicht schlagartig zu schließen.
[0006] Andere Ventile, die mit Nockenwellenverstellern eingesetzt werden können, sind aus
der
CN 2 592 932 Y (ZHONG WEISHENG) und aus der
EP 1 316 733 A (SIMEONI S.R.L) zu entnehmen.
[0007] Die Erfinder der vorliegenden Erfindung suchten nach einer möglichst einfachen und
zuverlässigen Möglichkeit, einen definierten Zustand in einem Nockenwellenverstellsystem
zu erzeugen. Hierzu wurde sowohl darüber nachgedacht, den Nockenwellenversteller bauteilmäßig
zu verändern, als es auch überlegt wurde, an anderen Stellen, wie zum Beispiel an
der Steuerung, in das Nockenwellenverstellsystem einzugreifen.
[0008] In der
DE 10 344 816 A (AISIN SEIKI) wird ein 7/6-Ventil angeboten, das beim Abschalten der Verbrennungskraftmaschine,
dem in der Druckschrift bezeichneten Motoranhaltesignal, ein Nockenwellenverstellsystem
in einen besonderen Zustand durch Anbieten einer ausreichenden Elektrizitätsmenge
aus einer ECU fährt, um eine Fluidablassfunktion durch das Einregeln eines ersten
Regelmechanismus, dem Ansprechen eines Arretiermechanismus und dem Einregeln eines
zweiten Regelmechanismus einzuleiten. Nicht nur, dass es unerwünscht ist, langbauende
7/6- Ventile in einem Zylinderkopf zu verbauen, benötigt das Nockenwellenverstellsystem
Ausschaltnachlaufzeiten, statt die Startverzögerungen für Steuerzeiteneinstellvorgänge
zu nutzen. Auch werden in dem dort offenbarten Verfahren zwischen vielen verschiedenen
Zuständen beim Abschalten im Nockenwellenverstellsystem und beim Ölablass unterschieden.
Der dort offenbarte Ansatz scheint ein sehr kompliziertes, durch seine Komponenten
bedingt nachteiliges, System aufzubauen.
[0009] Die
US 2002 00 23 602 A1 aus dem gleichen Hause wie der zuvor benannte Stand der Technik entwirft für ein
Ventil mit sieben verschiedenen Zuständen einen zusätzlichen Startalgorithmus, durch
den der eingeriegelte Nockenwellenversteller zunächst auf ein vorbestimmtes niedrigeres
Druckniveau gebracht werden soll, bevor wieder der reguläre Betrieb aufgenommen werden
kann, denn Nockenwellenverstellsysteme nach dem Stand der Technik messen nicht die
exakten Drücke in den Hydraulikkammern, sondern steuern über das Nockenwellenverstellerventil
die Drücke in den jeweiligen Kammern.
[0010] Die
US 2001 052 330 A1 zeigt in verschiedenen Ausführungsbeispielen Mittenverriegelungssysteme eines schwenkmotorartigen
Nockenwellenverstellers, die mit unterschiedlichen Druckniveaus und einer freiwilligen
Vorwärtsrichtung zur Voreilkammer den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine erleichtern.
[0011] Die
US 2004 112 314 A1 beschreibt ein System, das mit zwei Verriegelungen arbeitet, die über eine mehrstufige
Abfolge in besonderen Betriebszuständen den Rotor gegenüber dem Stator verriegeln
können.
Offenbarung der Erfindung
[0012] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Nockenwellenverstellsystem nach dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen
zu entnehmen. Ein geeigneter Motor ist aus dem ersten nebengeordneten Anspruch zu
entnehmen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellsystems
ist aus dem zweiten nebengeordneten Anspruch zu entnehmen.
[0013] Wie schon ausgeführt, sehen Nockenwellenverstellsysteme je nach System recht unterschiedlich
aus. Jedoch kommt kein Nockenwellenverstellsystem ohne Nockenwellenversteller und
einem Steuerventil oder einer Steuerventilgruppe aus. Wenn der Nockenwellenversteller
nach dem Prinzip eines Schwenkmotomockenwellenverstellers oder eines Flügelzellennockenwellenverstellers
arbeitet, so hat er wenigstens zwei gegenläufige Hydraulikkammern. Wenn die eine Hydraulikkammer
größer wird, wird die korrespondierende gegenüberliegende Hydraulikkammer kleiner.
Es gibt auch Schwenkmotomockenwellenversteller mit einer hohen Anzahl Hydraulikkammern
gleichen Typs, die sich gleichsinnig verhalten.
[0014] Für die Steuerventilgruppe ist das Gesamtverhalten ausschlaggebend. Egal wie die
Steuerventilgruppe aufgebaut ist, insgesamt muss sie nach außen hin, in Bezug auf
ihre Schnittstellen, das Verhalten eines 4/4- Ventils haben. Ein 4/4- Ventil ist ein
solches Ventil, das vier definierte Betriebszustände hat und vier Anschlüsse untereinander
und miteinander verschaltet. Die Anschlüsse des erfindungsgemäßen Ventils umfassen
einen Anschluss für die erste Gruppe der Hydraulikkammern des Nockenwellenverstellers,
einen Anschluss für die zweite Gruppe der Hydraulikkammern des Nockenwellenverstellers,
einen Tankanschluss und einen Anschluss, der mit unter Druck stehendem Hydraulikmedium
versorgt wird, dem sogenannten Anschluss für die Druckbeaufschlagung.
[0015] Die Steuerventilgruppe, beziehungsweise das 4/4- Ventil, schaltet das Nockenwellenverstellsystem
in einen ersten Zustand. Der erste Zustand zeichnet sich dadurch aus, dass beide Anschlüsse
des Ventils, die zu den ersten und zweiten Hydraulikkammerngruppen führen sollen,
hydraulisch gegenüber dem Tankanschluss kurzgeschlossen sind. Es besteht eine hydraulische
Verbindung zwischen Tankanschluss und den Anschlüssen für die Nockenwellenversteller.
Das Hydraulikmedium strömt so aus beiden Kammern des Nockenwellenverstellers gleichzeitig
in ein Tankbehältnis oder einen Tankbereich, vorzugsweise auf Grund der Schwerkraft
oder wegen einem Unterdruck. Hierdurch wird der zuvor noch unter Druck stehende Nockenwellenversteller
unmittelbar, ohne weitere Zwischenschritte, drucklos geschaltet. Er ist gegenüber
dem Tankanschluss entlastet. Der Begriff "drucklos" ist in dem Sinne zu verstehen,
dass kein nennenswerter Druck in Bezug auf den maximalen Gesamtdruck in dem Nockenwellenversteller
verbleibt. Die Schwelle für den unbedeutenden Druck kann zum Beispiel bei 10 Prozent
des Betriebsdrucks liegen. Mit dem Begriff "drucklos" wird aber auch der Zustand bezeichnet,
in dem nahezu das gesamte Hydraulikmedium den Nockenwellenversteller durch die Ventilstellung
verlassen hat. Je nach der Anordnung in dem Nockenwellenversteller kann immer noch
Hydrauliköl in einigen Kammern bleiben. Zum Beispiel in einem Nockenwellenversteller
des Zentralzuführkanaltyps, in dem ein Zuführkanal teilweise über die Nockenwelle
im Zentrum des Nockenwellenverstellers an die einzelnen voreilenden Kammern herangeführt
wird, verbleibt Öl in den Kammerteilen, die gravitationsmäßig unterhalb des Zentralzuführkanals
liegen. Auch der Zustand wird als drucklos bezeichnet. Es ist also nach einem Aspekt
interessant, dass in dem drucklosen Zustand nur noch eine minimale Verstellung erfolgen
kann.
[0016] Weil das Hydrauliköl, insbesondere im Betrieb und beim Abschalten des Motors, erwärmt
sein kann, und nach gängigen Abgasnormen der Schadstoffausstoß der Verbrennungskraftmaschine
am Anfang eines Betriebszyklusses gemessen werden soll, ist nach einem Aspekt der
Erfindung die Drucklosstellung, der Zustand I, beim Starten der Verbrennungskraftmaschine
idealerweise einstellbar, vorzugsweise passiv durch Vorspannkräfte zum Beispiel einer
Ventilfeder einstellbar. Nach dieser Einstellung wird während der ersten Betriebssekunden
das Öl überwiegend aus dem Nockenwellenversteller ablassbar.
[0017] Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann das Nockenwellenverstellsystem mit einem
Rückschlagsventil, das für die normalen Betriebsphasen in der mit Druck beaufschlagten
Zuleitung wirksam ist, ausgestattet sein, während bei der Startphase der Rücklauf
in den Tank ohne Rückschlagsventil erfolgt.
[0018] Der beschriebene erste Zustand, in dem sich das 4/4-Ventil befindet, kann als Betriebsend-
bzw. Betriebsanfangszeitzustand des Nockenwellenverstellsystems bezeichnet werden.
Es ist deswegen ein Betriebsendzeitzustand, weil der Zustand dann angefahren wird,
wenn das Nockenwellenverstellsystem ausgeschaltet werden soll. Es wird dann als Betriebsanfangszeitzustand
bezeichnet, wenn während des Startens der Verbrennungskraftmaschine, in der das Nockenwellenverstellsystem
verbaut ist, der Versteller in Betrieb genommen wird. Das Nockenwellenverstellsystem
ist in der Regel dann auszuschalten, wenn die Verbrennungskraftmaschine entweder gestartet
oder lastlos oder ausgeschaltet werden soll. Weiterhin kann von einem Betriebsendzeitzustand
gesprochen werden, wenn ein elektrischer Fehler vorliegt, der das Nockenwellenverstellsystem
ausschaltet, während die Verbrennungskraftmaschine weiterbetrieben wird. Die Verbrennungskraftmaschine
muss in den Phasen des Betriebsendzeitzustands in einem kontrollierbaren und definierten
Zustand sein. Der Zustand ist kontrollierbar, wenn bekannt ist, in welcher relativen
Lage die verdrehbare Nockenwelle gegenüber der Bezugswelle liegt. Insbesondere beim
Starten der Verbrennungskraftmaschine ist die Zustandseinnahme erwünscht. Um das Starten
der Verbrennungskraftmaschine nicht unnötig zu erschweren, sollte die erste Zeit des
Anlassens des Motors nutzbar sein, um, selbst wenn noch Restöldrücke im Nockenwellenverstellsystem
vorhanden sein sollten, den Nockenwellenversteller drucklos zu halten. In Verbindung
mit einer geeigneten Mittenverriegelung nach z. B.
DE 102 53 883 A1, wobei alle Ausführungsbeispiele Teil des Schutzumfangs dieses Schutzbegehrens sind,
wird beim Starten der Verbrennungskraftmaschine die Relativlagenverdrehung, wenn einmal
drucklos, unterbunden.
[0019] Für die Erfindung ist es im Ergebnis von nachgeordneter Bedeutung, ob die Erfindung
durch ein einziges 4/4- Ventil umgesetzt worden ist, oder ob eine gesamte Steuerventilgruppe
untereinander so verschaltet wird, dass sie das erfindungsgemäße Verhalten aufweist.
[0020] Neben dem ersten Zustand gibt es drei weitere Zustände. Die Zustände untereinander
können vertauscht sein. Sie hängen von der konkreten Ausgestaltung des Nockenwellenverstellsystems
ab. Ein Zustand ist für die Spätverstellung des Nockenwellenverstellers ausgelegt.
In dem Zustand wird die Hydraulikkammer für die Spätverstellung des Nockenwellenverstellers
mit druckbeaufschlagtem Hydraulikmedium angefahren. Ein Zustand ist bestimmt für die
Haltestellung des Nockenwellenverstellers. Ein Zustand wird gewählt, wenn der Nockenwellenversteller
in eine Frühverstellung gefahren werden soll.
[0021] In einem vorteilhaft ausgestalteten System folgt das Ventil einer gewissen Zustandsabfolge.
Wenn das Ventil in einem Zustand ist, kann es nur in einen benachbarten Zustand verfahren
werden. Sofern also die Abfolge eines erfindungsgemäßen Ventils so aussieht, dass
nach dem Betriebsendzeitzustand die Spätverstellung und anschließend die Haltestellung
und als Viertes die Frühverstellung folgen, so kann das Ventil aus der Frühverstellung
nur die Haltestellung ansteuern. Aus der Spätverstellung kann das Ventil sowohl in
den Betriebsendzeitzustand als auch in die Haltestellung gefahren werden.
[0022] Genauso sind auch andere Abfolgen vorstellbar. So ist es vorstellbar, dass das Ventil
den Abfolgen Betriebsendzeitzustand, Frühverstellung, Haltestellung und Spätverstellung
folgt.
[0023] Wesentlich ist bei vielen Ventilen, dass der Betriebsendzeitzustand die Ruheposition
des Ventils ohne Verstellung des Kolbens oder des Stößels ist. Ein solches Ventil
kann durch ein einseitig federvorgespanntes Cartridge- Ventil umgesetzt werden. Die
Feder drückt den Kolben und den Stößel in die Ruhelage, aus der nur durch ein Bestromen
des Ventils das Ventil in einen anderen Zustand übergeht. Das Cartridge- Ventil hat
weiterhin den Vorteil, dass es anstelle eines bisher eingesetzten Ventils in einem
Motorblock angebracht werden kann. Der Hersteller oder Betreiber einer Verbrennungskraftmaschine
kann somit ein vorhandenes System durch einen Austausch der Ventile verbessern. Das
Cartridge- Ventil wird an die Stelle des alten Ventils geschraubt. Um Bauraum und
Platz zu sparen, ist der hydraulische Kolben als Hohlkolben ausgelegt, der das Hydraulikmedium
in seinem Innenbereich Richtung Tankanschluss leitet. Die Zustände werden dadurch
erreicht, dass zwischen dem hydraulischen Hohlkolben und den einzelnen Anschlüssen
des Ventils je nach Verfahren des Hohlkobens unterschiedliche Überdeckungen erreicht
werden können. Die Überdeckungen liegen zwischen Buchse und Hohlkolben des Cartridge-
Ventils. Die Systeme sind in Bezug auf ihre Anschlussstellen, wie Steuergeräteanschluss,
Hydraulikmediumanschluss und Abmessungen untereinander kompatibel.
[0024] Das im folgenden noch näher beschriebene Ventil zeichnet sich dadurch aus, dass durch
die räumliche Anordnung des T-Anschlusses zu den übrigen Anschlüssen des 4/4- Ventils
dafür gesorgt wird, dass der Kolben nahezu keine Restölmengen mehr in seinem ersten
Zustand behält. Durch die beiden Ankerräume und die hydraulische Vorspannung des Stößels
wird ebenfalls gut zur Entlastung nicht nur des Nockenwellenverstellers sondern auch
des Ventils beigetragen. Durchlassöffnungen in dem Kolben sind so angeordnet, so dass
keine Kräfte dem Kräftegleichgewicht des Ventils durch die Abströmung des Hydraulikmediums
zum T-Anschluss erzeugt werden.
[0025] Mit dem Ventil wird der Nockenwellenversteller gehalten, verfahren und eingestellt.
Der Nockenwellenversteller zusammen mit der Nockenwelle ist ein nach Gleichgewichtslagen
ausgewähltes und ausgebildetes System. Wenn der Nockenwellenversteller drucklos geschaltet
wird, treibt die Nockenwelle, abgestützt auf ihren Lagerpunkten, einen Rotor des Nockenwellenverstellers
zusammen mit der Nockenwelle in eine Verharrungslage. Die definierte Verharrungslage
ist die von sich aus selbsttätig ausgewählte Position des Nockenwellenverstellers.
Die Verharrungslage wird durch Gleichgewichte und Abstützungen beeinflusst.
[0026] Um eine eindeutige Verharrungslage zu erreichen, kann ein gesonderter Verriegelungsmechanismus
in dem Nockenwellenversteller vorgesehen sein. Der Verriegelungsmechanismus, wie zum
Beispiel der aus der
DE 102 53 883 A1, berücksichtigt die Druckzustände in den Hydraulikkammern. Wenn der Druck in den
Hydraulikkammern unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, der vereinfacht als druckloser
Zustand angesehen werden kann, riegelt der Nockenwellenversteller ein und sperrt in
der gewählten Position. Bei Überschreitung einer Druckdifferenz zwischen den unterschiedlichen
Hydraulikkammern wird die Verriegelung wieder aufgehoben, der Verriegelungsmechanismus
entriegelt.
[0027] Das beschriebene Ventil und der entsprechende Nockenwellenversteller zusammen mit
einer Verbrennungskraftmaschine und einem einschlägigen Motorsteuergerät, insbesondere
einem elektronischen Motorsteuergerät mit einem oder mehrerer Mikrokontrollern, bilden
eine Antriebseinheit. Das Motorsteuergerät sondert ein Signal ab, durch das der Ausschaltzustand,
der Betriebsendzeitzustand, angesteuert wird. Geschickterweise ist der Ausschaltzustand
des Motorsteuergerätes so gewählt, dass das Ventil auch von einem Ausschaltzustand
dann ausgeht, wenn das Motorsteuergerät selbst ausfällt oder ausgeschaltet wird. Die
Sicherheitsfunktion wird als fail-safe-Funktion bezeichnet, weil bei einem Ausfall
des Motorsteuergerätes oder einem mechanischen Brechen der elektrischen Anschlüsse
des Ventils das System in einen dem Betriebsendzeitzustand äquivalenten Zustand gelangt.
[0028] Das Nockenwellenverstellsystem und die dazugehörige Verbrennungskraftmaschine kann
nach einem erfindungsgemäßen Verfahren eines Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine,
insbesondere im Kraftfahrzeug, mit einem elektronischen Motorsteuergerät und einem
Nockenwellenverstellsystem benutzt werden. Bei dem Verfahren wird der erste Zustand
beim Start der Verbrennungskraftmaschine in Zusammenspiel zwischen Steuergerät und
Nockenwellenverstellsystem, insbesondere unabhängig von dem Abschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine,
eingenommen. Die Startzeiten des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel
der Reset- und Startvorgang des Motorsteuergeräts, wird zur Erzeugung des drucklosen
Zustands genutzt.
Kurze Beschreibung von Zeichnungen
[0029] Die beschriebene Erfindung kann noch besser verstanden werden, indem auf die folgenden
Figuren Bezug genommen wird, wobei
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Ventil in einem ersten Betriebszustand zeigt,
Figur 2 ein erfindungsgemäßes Ventil in einem zweiten Betriebszustand zeigt,
Figur 3 ein erfindungsgemäßes Ventil in einem dritten Betriebszustand zeigt,
Figur 4 ein erfindungsgemäßes Ventil in einem vierten Betriebszustand zeigt,
Figur 5 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Ventils zeigt,
Figur 6 einen Nockenwellenversteller in einer Regelstellung zeigt,
Figur 7 einen Nockenwellenversteller in einer Frühstellung zeigt,
Figur 8 einen Nockenwellenversteller in einer Spätstellung zeigt,
Figur 9 ein hydraulisches Prinzipschaltbild der Erfindung zeigt,
Figur 10 ein Stromdruckmitteldurchflussdiagramm eines erfindungsgemäßen Ventils zeigt,
Figur 11 eine Hydraulikkennlinie eines reellen, erfindungsgemäßen Ventils zeigt,
Figur 12 eine Durchflusskennlinie des hausinternen Stands der Technik zeigt,
Figur 13 ein bisher hausintern eingesetztes Ventil in Prinzipdarstellung zeigt.
Die beste Art und Weise die Erfindung auszunutzen
[0030] Figur 1 zeigt ein Cartridge- Ventil 1. Das Cartridge- Ventil 1 besteht aus einem
Hydraulikteil 3 und einem Magnetteil 5. Der Hydraulikteil 3 hat einen Kolben 13 und
eine Hülse 15. Der Kolben 13 läuft innerhalb der Hülse 15. Der Kolben 13 ist durch
die Feder 9, die sich gegenüber dem Stützteller 11, beziehungsweise Federteller, abstützt,
vorgespannt. Die Hülse 15 ist mit Öffnungen, die im dargestellten Fall rotationssymmetrische
Bohrungen sind, versehen, die den ersten Arbeitsanschluss A, den zweiten Arbeitsanschluss
B und den Druckanschluss P darstellen: Die Pfeile deuten die reguläre Ölrichtung an.
Auf der Stirnseite des Hydraulikteils 3 ist eine Öffnung für den T-Anschluss 17, dem
Tankanschluss T, vorgesehen. Der T-Anschluss liegt rechtwinklig zu den übrigen drei
Anschlüssen A, B und P des Ventils 1. Die Öffnung für den T-Anschluss 17 liegt mittig
innerhalb des Stütztellers 11. Die Feder 9 umringt die Öffnung für den T-Anschluss
17. Der Kolben 13 ist ein Hohlkolben. Der Kolben 13 ist mit ersten Durchlassöffnungen
19 und zweiten Durchlassöffnungen 21 versehen, die an den diametral entfernten Enden
des Kolbens die Verbindung zum Hohlraum des Kolbens herstellen. In und um das Ventil
sind eine Reihe von Dichtungen aufgebracht, die das Hydraulikmedium im Betrieb von
der Umwelt und den nicht mit Hydraulikmedium versorgten Teilen fernhalten sollen.
Die Hydraulikraumdichtung 23 ist eine umlaufende O-Ringdichtung, die an der Öffnung
an der für den T-Anschluss 17 abgewandten Seite um die Hülse 15 herum laufen. Sie
dichtet den Hydraulikbereich des Cartridge- Ventils 1 gegenüber der Umwelt ab. Die
Dichtung 25 dichtet als Magnetteildichtung den Magnetteil 5 von dem Hydraulikteil
3 ab. Der Stößel 41, der an dem Kolben 13 anliegt, ist ein mit Hydrauliköl vorgespannter,
im Hydrauliköl liegender, Stößel. Die Poldichtung 63 und die Spulendichtung 65 sorgen
dafür, dass das im Magnetteil 5 befindliche Hydraulikmedium nicht nach außen, außerhalb
des Gehäuses 27, austreten kann. Das Gehäuse 27 geht an seiner dem Hydraulikteil nahen
Seite in einen Flansch 29 über, der mit Befestigungsöffnungen, den Befestigungsbohrungen
31, versehen ist. Der auf den Hydraulikteil 3 folgende Polkern 39 ist durch Sicken
33 mit dem Gehäuse 27 verbunden. Die Sicken 33 sind in dem Bereich der Poldichtung
63. Innerhalb des Gehäuses 27 sind eine Spule 35, der Anker 37, der Polkem 39 und
ein Stößel 41 angeordnet. Der Anker 37 liegt in einem Dichttopf 49 und schlägt gegen
eine Mitnehmernase 51. Der Anker kann zwischen zwei Ankerräumen, einem ersten Ankerraum
43 und einem zweiten Ankerraum 61, hin- und herbewegt werden. Die Ankerräume stehen
in fluidischer Verbindung mit dem Hydraulikteil 3 des Cartridge- Ventils 1, wenn der
Kolben 13 außerhalb seiner Endanschlagsposition ist. Der Stößel 41 läuft in einem
Stößelölbett 59, das den Stößel umspült und vom Pol 67 trennt. Das Stößelölbett mündet
in den ersten Ankerraum 43. Über Stößelquerbohrungen 53, die die Funktion einer Dämpfungsbohrung
haben können, kann das Hydraulikmedium über einen Stößelölkanal 55 in den Stößelraum
57 gelangen. Der Stößelraum 57 ist gegenüber dem zweiten Ankerraum 61 offen. Der Anker
37 wandert zwischen seinen Endpositionen der beiden sich verändernden Ankerräume 43
und 61. Durch das Wandern des Ankers werden die Ankerräume vergrößert und verkleinert.
Die minimale Ankerraumgröße des zweiten Ankerraums 61 wird erreicht, wenn der Anker
37 an Anschlagsflächen 83 des Dichttopfs 49 zum Anschlag kommt, die tiefgezogen sind.
An der der Öffnung für den T-Anschluss 17 entgegengesetzten Seite ist ein elektrischer
Stecker 47 angeordnet. Die Spule 35, die das elektromagnetische Feld für den Anker
37 erzeugt, liegt in einem Spulenträger 45. Zwischen Stecker 47 und Spulenträger 45
ist ein Ankerdeckel 69 mit einer Deckeldichtung 71 vorgesehen. Der Anker 37 wird von
einem Polring 73 umschlossen. Ein Stößelölraum 77 steht über einem Buchsen-T-Ausgleichskanal
75 mit der Öffnung für den T-Anschluss 17 in Verbindung. Die Verbindung des Hydraulikteils
3 mit dem Magnetteil 5 des Cartridge- Ventils 1 wird über Befestigungseingriffe 81
verbunden. Die Befestigungseingriffe 81 greifen seitlich an der Hülse 15 an. Im drucklosen,
in dem entlasteten, Zustand sperrt der Kolben 13 den hinteren aus Ankerräumen 43,
61, Stößelölbett 59, Stößelölkanal 55 und Stößelraum 57 bestehenden Hydraulikkanal
im Magnetteil 5 von der Öffnung für den T-Anschluss 17. Die Feder 9 erfährt keine
Gegenkraft und ist in ihrer ausgestreckten, maximal ausgedehnten und entspannten Position.
Das gesamte Hydraulikmedium entweicht über die Öffnung für den T-Anschluss 17. Über
entsprechende Stege in dem Kolben 13 und den Durchlassöffnungen 19 und 21 sind die
Anschlüsse B und A in hydraulischer Verbindung mit der Öffnung für den T-Anschluss
17. Wenn die Spule 35 mit einem ersten, eindeutig festgelegten Strom bestromt wird,
so bewegt sich der Kolben 13 in eine zweite Position, dem zweiten Zustand II, ausgehend
vom ersten Zustand I. Die Stege an den Kolben 13 haben, wie in Figur 2 dargestellt,
nun eine andere Überdeckung zur Hülse 15. Bei weiterem bestromen, der höher ist als
der Strom für den Zustand II der Spule 35, gerät das Cartridge- Ventil 1 in den dritten
Zustand III. Der dritte Zustand III ist in Figur 3 dargestellt. Er zeigt aufgrund
der Überdeckung zwischen Kolben 13 und Hülse 15 eine Abkopplung des ersten Arbeitsanschluss
A und des zweiten Arbeitsanschluss B sowohl von dem Tankanschluss T als auch von dem
Druckanschluss P. Im vierten Zustand IV, der in Figur 4 abgebildet ist, sieht man
aufgrund einer weiteren Bewegung gegen die Federkraft der Feder 9, und angetrieben
durch den Stößel 41, eine hydraulische Verbindung zwischen dem Druckanschluss P und
dem ersten Arbeitsanschluss A. Der zweite Arbeitsanschluss B steht in Verbindung mit
dem Tankanschluss T über den T-Ableitkanal 79 und die zweite Durchlassöffnung 21.
In dem vierten Zustand ist der Anker 37 in seinem Endanschlag, er wird nur durch die
Mitnehmernase 51 von dem Pol 69 getrennt.
[0031] Mit als Dämpfungsbohrungen ausgeführten Stößelbohrungen wird das Verfahren in dem
ersten Zustand verzögert. Hierdurch werden kurze Öldruck- oder Bestromungsunterbrechungen
der Spule ausgeglichen. Das Nockenwellenverstellsystem wird, obwohl mit einem drucklosen
Zustand gearbeitet wird, insgesamt stabiler als bekannte Nockenwellenverstellsysteme.
[0032] Die Öffnungen, Bohrungen und Kanäle und das gesamte Ventil sind rotationssymmetrisch
graphisch dargestellt worden. Es versteht sich von selbst, dass natürlich die rotationssymmetrische
Form des Ventils keinen Einfluss auf die Verwirklichung der Erfindung hat.
[0033] Der Kolben 13 hat drei Nuten, zwei Stege und zwei Enderhöhungen, die in den beiden
äußeren Endbereichen des Stößels liegen. Die Hülse 15 weist nach innen liegende Stege
auf, die zusammen mit der Hülse die Anschlüsse gegeneinander versperren können. Ein
geeignetes Ventil kann zum Beispiel so ausgelegt werden, dass zwischen der Hülse 15
und dem Kolben 13 im Bereich des Anschlusses D zur Nut des T-Ableitkanals 79 eine
Überdeckung von 0,2 bis 0,4 mm gegeben ist. Die Überdeckung zwischen dem P-Anschluss
und dem Anschluss B kann zwischen 0,25 und 0,45 mm variieren. Die Überdeckung zwischen
dem P-Anschluss und dem Anschluss A liegt jenseits von 1 mm, zum Beispiel bei 1,5
mm.
[0034] Die in den Schnittzeichnungen der Figuren 1 bis 4 dargestellten Ventile haben in
einer Draufsicht eine zur Figur 5 ähnlichen Darstellung. Blickt man senkrecht auf
das Ventil, so stechen der Stecker 47, der Flansch 29 und die Befestigungsbohrung
31 ins Auge.
[0035] Das beschriebene Cartridge- Ventil 1 wird direkt oder über Leitungen des Motorraums
indirekt mit einem Nockenwellenversteller in hydraulische Verbindung gebracht, der
in den Figuren 6, 7 und 8 in einer geöffneten Darstellung abgebildet ist. Der abgebildete
Nockenwellenversteller ist in Figur 6 in seiner Regelstellung, in Figur 7 in seine
Frühstellung verdreht und in Figur 8 in seine Spätstellung verdreht. Der Nockenwellenversteller
100 bildet in seinem Inneren wenigstens zwei Hydraulikkammern 102, 104, die jeweils
bei mehrfachem Vorhandensein zueinander abwechselnd auftreten. Das Gehäuse des Nockenwellenverstellers
100 zusammen mit dem Rotor, bestehend aus Rotorring 110 und Rotorflügel 112, bilden
die Hydraulikkammern 102, 104. In einem der Flügel kann wahlweise eine Verriegelung
106 sitzen. Der Rotorring 110 umschließt eine Nockenwellenaufnahme 108, in der die
nicht dargestellte Nockenwelle liegt. In den Abbildungen sind bestimmte Rotorflügelgeometrien
der Rotorflügel 112 und Steggeometrien des Nockenwellenverstellers 100 gezeigt. Die
Geometrien haben für die vorliegende Erfindung eine nachgeordnete Bedeutung.
[0036] Figur 9 stellt ein erfindungsgemäßes System mit seinen Leitungen dar. Das Ventil
1 ist als hydraulisches Schaltsymbol dargestellt, in dem der Magnetteil 5 und die
Feder 9 als eigene Teile dargestellt sind. Das Ventil zeigt die 4 Zustände I, II,
III, IV. Die Arbeitsseite mit den Anschlüssen A und B ist über die Leitungen 210,
212 mit dem Nockenwellenversteller 100 verbunden, der als hydraulischer Zweikammernkolben
vereinfacht dargestellt worden ist. Die beiden Kammern 102 und 104 des Nockenwellenverstellers
100 wirken gegenläufig. Das Rückschlagsventil 206, der Filter 204, der auch ein Abscheider
sein kann, und die Pumpe 202 sind in einem Nockenwellenverstellsystem 200 optional.
Es können auch weitere Bauteile und hydraulische Komponenten in einem System angeordnet
sein. Das Hydraulikmedium wird über die Verbindungsleitung 214 zum Tank 224 zurückgeführt.
Die Pumpe 202 greift über die Verbindungsleitung 222 auf den Tank zu und fördert das
Hydraulikmedium über die Verbindungsleitung 220 zu dem Filter 204. Der Filter 204
ist mittels Verbindungsleitung 218 mit einem Rückschlagventil 206 verschaltet, bevor
es über die Verbindungsleitung 216 auf das Hydraulikventil 1 geht.
[0037] Die Durchflussmengen sind in Figur 10 zu ihren jeweiligen Zuständen dargestellt.
In Figur 10 ist die Durchflussmenge gegenüber dem Strom der Spule aufgetragen. In
den Zuständen II und IV liegt eine entsprechende Durchflussmenge vor. In den Zuständen
1 und 3 ist der Durchfluss am Anschluss A entweder unterbrochen oder rückläufig.
[0038] Die in Figur 10 idealisierte Kennlinie wird in der Realität zum Beispiel so aussehen,
wie in Figur 11 dargestellt. Die Bestromungsbereiche sind alle gleich weit. Mittels
dem Diagramm kann ein Steuergerät so programmiert werden, dass ein bestimmtes pulsweiten
modelliertes Signal oder ein bestimmter Strom aus dem Motorsteuergerät abgegeben wird,
um einen der gewählten Zustände I, II, III, IV anzufahren.
[0039] In Figur 13 wird ein bisher hausintern eingesetztes System abgebildet, das durch
den Austausch des Ventils gemäß der Erfindung verbessert werden kann. In Figur 12
ist die zu Figur 13 dazugehörende Durchfluss-Strom-Kennlinie zu sehen.
[0040] Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass nach einem Aspekt der Erfindung
bekannte Nockenwellenverstellsysteme dadurch weitergebildet werden, dass ein druckloser
Zustand als wählbarer und anfahrbarer Zustand gewählt worden ist. Ein weiterer Aspekt
der Erfindung liegt darin, dass ein geeignetes Ventil entworfen worden ist, das den
drucklosen Zustand des Nockenwellenverstellsystems gewissenhaft ermöglicht. Beide
Aspekte zusammengefasst führen zu einem erfindungsgemäßen Nockenwellenverstellsystem.
Bestehende Nockenwellenverstellsysteme können durch einen Austausch des Ventils und
einer Anweisung zur Umprogrammierung des Steuergerätes der Verbrennungskraftmaschine
in ein erfindungsgemäßes System verändert werden.
Tabelle 1
| Bezugszeichen |
Bezeichnung |
| 1 |
Cartridgeventil |
| 3 |
Hydraulikteil |
| 5 |
Magnetteil |
| 9 |
Feder |
| 11 |
Stützteller |
| 13 |
Kolben |
| 15 |
Hülse |
| 17 |
Öffnung für T-Anschluss |
| 19 |
erste Durchlassöffnung |
| 21 |
zweite Durchlassöffnung |
| 23 |
Hydraulikraumdichtung |
| 25 |
Magnetteildichtung |
| 27 |
Gehäuse |
| 29 |
Flansch |
| 31 |
Bohrung (für Befestigung) |
| 33 |
Sicke für Gehausebefestigung |
| 35 |
Spule |
| 37 |
Anker |
| 39 |
Polkem |
| 41 |
Stössel |
| 43 |
Ankerraum |
| 45 |
Spulenträger |
| 47 |
Stecker |
| 49 |
Dichttopf |
| 51 |
Mitnehmernase |
| 53 |
Stösselquerbohrung in der Funktion einer Dämpfungsbohrung |
| 55 |
Stösselölkanal |
| 57 |
Stösselraum |
| 59 |
Stösselölbett |
| 61 |
zweiter Ankerraum |
| 63 |
Poldichtung |
| 65 |
Spulendichtung |
| 67 |
Pol |
| 69 |
Ankerdeckel |
| 71 |
Deckeldichtung |
| 73 |
Polring |
| 75 |
Buchsen-T-Ausgleichskanal |
| 77 |
Stösselölraum |
| 79 |
T-Ableitkanal |
| 81 |
Befestigungseingriffe |
| 83 |
Anschlagsfläche |
| 100 |
Nockenwellenversteller |
| 102 |
erste Hydraulikkammer |
| 104 |
zweite Hydraulikkammer |
| 106 |
Verriegelung |
| 108 |
Nockenwellenaufnahme |
| 110 |
Rotorring |
| 112 |
Rotorflügel |
| 200 |
Nockenwellenverstellsystem |
| 202 |
Druckbeaufschlagung, z. B. Pumpe |
| 204 |
Filter/Abscheider |
| 206 |
Rückschlagsventil |
| 210 |
Verbindungsleitung (zwischen Ventil und Nockenwellenversteller) |
| 212 |
Verbindungsleitung (zwischen Ventil und Nockenwellenversteller) |
| 214 |
Verbindungsleitung (zwischen Ventil und Tank) |
| 216 |
Verbindungsleitung (zwischen Rückschlagsventil und Ventil) |
| 218 |
Verbindungsleitung (zwischen Rückschlagsventil und Filter) |
| 220 |
Verbindungsleitung (zwischen Filter und Pumpe) |
| 222 |
Verbindungsleitung (zwischen Pumpe und Tank) |
| 224 |
Tank |
| I |
erster Zustand |
| II |
zweiter Zustand |
| III |
dritter Zustand |
| IV |
vierter Zustand |
| A |
Arbeitsanschluss 1 |
| B |
Arbeitsanschluss 2 |
| T |
Tankanschluss |
| P |
Druckanschluss |
1. Nockenwellenverstellsystem (200), einen Nockenwellenversteller (100) mit zwei gegenläufigen
Hydrautikkammern (102, 104), insbesondere Schwenkmotomockenwellenversteller, und ein
Steuerventil (1) mit einem Anschluss (A) für die erste Hydraulikkammer (102), mit
einem Anschluss (B) für die zweite Hydraulikkammer (104), mit einem Tankanschluss
(T) und mit einem Anschluss (P) für die Druckbeaufschlagung umfassend,
wobei mittels das Steuerventil (1) in einem ersten Zustand (I) des Nockenwellenverstellsystems
(200), einem drucklosen Zustand, durch gleichzeitiges, hydraulisches Verschalten der
beiden Anschlüsse (A, B) für die Hydraulikkammern (102,104) des Nockenwellenverstellers
(100) gegenüber dem Tankanschluss (T) heide Anschlüsse (A, B) hydraulisch mit dem
Tankanschluss (T) verbunden sind, und wobei das Nockenwellenverstellsystem (200) in
dem ersten drucklosen Zustand (I), der beim Starten einer Verbrennungskraftmaschine
einstellbar ist, entlastet ist und,
wenn der Nockenwellenversteller (100) drucklos geschaltet wird, eine Nockenwelle,
abgestützt auf ihren Lagerpunkten, einen Rotor des Nockenwellenverstellers (100) zusammen
mit der Nockenwelle in eine Verharrungslage treibt, und wobei
in dem Nockenwellenversteller (100) ein Verriegelungsmechanismus vorgesehen ist, um
eine eindeutige Verharrungslage zu erreichen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuerventil (1) ein 4/4-Ventil ist.
2. Nockenwallenverstelbystem (200) nach Anspruch 1,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Zustand (I) der Betriebsendzeitzustand des Nockenwellenverstellsystems (200)
ist.
3. Nockenwellenverstellsystem (200) nach Anspruch 1 oder 2,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
ein weiterer Zustand der Zustände (I, II, III, IV) des 4/4-Ventils (1) ein zweiter
Zustand (II), die Spätverstellung, ist, in dem der Anschluss (A) für die erste Hydraulikkammer
(102) mit dem Tankanschluss (T) verbunden ist, während der Anschluss (B) für die zweite
Hydraulikkammer (104) mit dem Anschluss (P) für die Druckheaufschlagung (202) verbunden
ist, ein weiterer Zustand der Zustände (I, II, III, IV) des 4/4-Ventils (1) ein dritter
Zustand (III), die Haltestellung, ist, in dem die Hydraulikkammeranschlüsse (A, B)
von dem Tankanschluss (T) und dem Anschluss (P) für die Druckbeaufschlagung (202)
gleichzeitig abgekoppelt ist, ein weiterer Zustand der Zustände (I, II, III, IV) des
4/4-Ventils (1) ein vierter Zustand (IV), die Frühverstellung, ist, in dem der Anschluss
(A) für die erste Hydraulikkammer (102) mit dem Anschluss (P) für die Druckbeaufschlagung
(202) verbunden ist, während der Anschluss (B) für die zweite Hydraulikkammer (104)
mit dem Tankanschluss (T) verbunden ist.
4. Nockenwellenverstellsystem (200) nach Anspruch 3,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
die Zustände (I, II, III, IV) durch ein lineares Verfahren eines Hydraulikkolbens
(13) angefahren werden können, deren Abfolge der Zustände (I, II, III, IV) der Ordnungsnummer
der Zustände folgt, wobei jeweils in den nächst höheren oder niedrigeren Ordnungsnummerzustand
gefahren werden kann.
5. Nockenwellenverstellsystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
das 4/4-Ventil (1) ein in einer Buchse (15) liegendes einseitig federvorgespanntes
(9) Cartridgeventil (1) mit hydraulischem Hohlkolben (13) zur Tankentlastung ist,
deren Zustände (I, II, III, IV) durch eine Überdeckung (Ü1, Ü2, Ü3) zwischen Hohlkolben
(13) und Buchse (15) bestimmtwerden.
6. Nockenwellenverstellsystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass
der Verriegelungsmechanismus (106) im drucklosen Zustand (I) der Hydraulikammern (102,104)
einriegelt und bei Überschreitung einer Druckdifferenz zwischen den Hydraulikkammern
(102, 104) entriegelt.
7. Verbrennungskraftmaschine mit Motorsteuergerät und einem Nockenwellenverstellsystem
(200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ausschaltzustand des Nockenwellenverstellsystems (200) durch eine Leerlaufspannung,
einen Leerlautstrom oder ein Leerlaufpulsweitensignal bestimmt wird, das unterhalb
eines Schwellwertes liegt.
8. Verfahren eines Betriebs einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere im Kraftfahrzeug,
mit einem elektronischen Motorsteuergerät und einem Nockenwellenverstellsystem nach
den Ansprüchen 1 bis 7,
bei dem der erste Zustand (I) beim Start der Verbrennungskraftmaschine in Zusammenspiel
zwischen Steuergerät und Nockenwellenverstellsystem, insbesondere unabhängig von dem
Abschaltvorgang der Verbrennungskraftmaschine, eingenommen wird.
1. Camshaft adjusting system (200), comprising a camshaft adjusting device (100) with
two hydraulic chambers (102, 104) acting in opposition to one another, in particular
an oscillating motor camshaft adjusting device, and a control valve (1) comprising
a connection (A) to the first hydraulic chamber (102), a second connection (B) to
the second hydraulic chamber (104), a tank connection (T), and a connection (P) for
pressurization,
wherein in a first state (I) of the camshaft adjusting system (200), a pressure-relieved
state, both connections (A, B) are connected hydraulically with the tank connection
(T) by means of the control valve (1) by simultaneously hydraulically connecting both
connections (A, B) for the hydraulic chambers (102, 104) of the camshaft adjusting
device (100) to the tank connection (T), and wherein the camshaft adjusting system
(200) in the first pressure-relieved state (I),
employable when starting the internal combustion engine, is in a balanced state and,
when the camshaft adjusting device (100) is pressure relieved, a camshaft, supported
by its bearing points, is driving a rotor of the camshaft adjusting device (100) together
with the camshaft into a dwell position, and wherein a locking mechanism is provided
in camshaft adjusting device (100) in order to attain a definite dwell position,
characterized in, that
the control valve (1) is a 4/4-way valve.
2. Camshaft adjusting system (200) according to claim 1,
furthermore characterized in, that
the first state (I) is the operating end time state of the camshaft adjusting system
(200).
3. Camshaft adjusting system (200) according to claim 1 or 2,
furthermore characterized in, that
another state of the states (I, II, III, IV) of the 4/4-way valve (1), a second state
(II) is the retarded adjustment, in which the connection (A) for the first hydraulic
chamber (102) is connected to the tank connection (T), while the connection (B) for
the second hydraulic chamber (104) is connected to connection (P) for pressurization
(202), another state of the states (I, II, III, IV) of the 4/4-way valve (1), a third
state (III) is the holding position, in which the hydraulic chamber connections (A,
B) are simultaneously disconnected from the tank connection (T) and the connection
(P) for pressurization (202), another state of the states (I, II, III, IV) of the
4/4-way valve (1), a fourth state (IV) is the advance adjustment, in which the connection
(A) for the first hydraulic chamber (102) is connected to the connection (P) for pressurization
(202), while connection (B) for the second hydraulic chamber (104) is connected to
the tank connection (T).
4. Camshaft adjusting system (200) according to claim 3,
furthermore characterized in, that
the states (I, II, III, IV) are approachable by a linear movement of a hydraulic piston
(13), of which the sequence of states (I, II, III, IV) is sequentially reached in
accordance with the ordinal number assigned, wherein a movement is possible into a
state of the next higher or next lower ordinal number.
5. Camshaft adjusting system (200) according to any one of the preceding claims,
furthermore characterized in, that
the 4/4-way valve (1) is an unilaterally spring-loaded (9) cartridge valve placed
in a sleeve (15) comprising a hydraulic hollow piston (13) for tank pressure relief,
wherein the states (I, II, III, IV) of said camshaft adjusting system (200) are determined
by an overlap (Ü1, Ü2, Ü3) between the hollow piston (13) and the sleeve (15).
6. Camshaft adjusting system (200) according to any one of the preceding claims,
furthermore characterized in, that
the locking mechanism (106) locks in the pressure-relieved state (I) of the hydraulic
chambers (102, 104) and unlocks when a predetermined pressure difference between the
hydraulic chambers (102, 104) is exceeded.
7. Internal combustion engine comprising an engine control unit and a camshaft adjusting
system (200) according to any one of the claims 1 to 6,
characterized in, that
the turn-off state of the camshaft adjusting system (200) is determined by a no-load
voltage, a no-load current, or a no-load pulse-width signal, which is below a threshold
value.
8. Method of operating an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle
with an electronic engine control unit and a camshaft adjusting system according to
any one of the claims 1 to 7,
in which the first state (I) is taken up upon starting the internal combustion engine
with co-ordination between the control unit and the camshaft adjusting system, in
particular independently of the process of switching off the internal combustion engine.
1. Système de réglage d'arbre à cames (200), comprenant un dispositif de réglage d'arbre
à cames (100) avec deux chambres hydrauliques à mouvements opposés (102, 104), plus
particulièrement un dispositif de réglage d'arbre à cames à moteur oscillant, et une
soupape de commande (1) avec un raccord (A) pour la première chambre hydraulique (102),
avec un raccord (B) pour la deuxième chambre hydraulique (104), avec un raccord de
réservoir (T) et avec un raccord (P) pour l'alimentation en pression,
moyennant quoi, à l'aide de la soupape de commande (1) dans un premier état (I) du
système de réglage d'arbre à cames (200), un état sans pression, grâce à une commutation
hydraulique simultanée des deux raccords (A, B) pour les chambres hydrauliques (102,
104) du dispositif de réglage d'arbre à cames (100) par rapport au raccord de réservoir
(T), les deux raccords (A, B) sont reliés au raccord de réservoir (T), et moyennant
quoi le système de réglage d'arbre à cames (200), dans le premier état sans pression
(I), qui est réglable lors du démarrage d'un moteur à combustion, est déchargé et,
lorsque le dispositif de réglage d'arbre à cames (100) est commuté dans un état sans
pression, un arbre à cames, appuyé sur ses points d'appui, entraîne un rotor du dispositif
de réglage d'arbre à cames (100) dans une position immobile par rapport à l'arbre
à cames, et moyennant quoi, dans le dispositif de réglage d'arbre à cames (100), se
trouve un mécanisme de verrouillage afin d'obtenir une position immobile précise,
caractérisé en ce que
la soupape de commande (1) est une soupape 4/4.
2. Système de réglage d'arbre à cames (200) selon la revendication 1,
caractérisé en outre en ce que
le premier état (I) est l'état de fin de fonctionnement du système de réglage d'arbre
à cames (200).
3. Système de réglage d'arbre à cames (200) selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en outre en ce que
parmi les états (I, II, III, IV) de la soupape 4/4 (1), un autre état est un deuxième
état (II), le réglage tardif, dans lequel le raccord (A) pour la première chambre
hydraulique (102) est relié avec le raccord de réservoir (T), tandis que le raccord
(B) pour al deuxième chambre hydraulique (104) est relié avec le raccord (P) pour
l'alimentation en pression (202), et parmi les états (I, II, III, IV) de la soupape
4/4 (1) un autre état est un troisième état (III), la position de maintien, dans laquelle
les raccords des chambres hydrauliques (A, B) sont simultanément désaccouplés du raccord
de réservoir (T) et du raccord (P) pour l'alimentation en pression (202), parmi les
états (I, II, III, IV) de la soupape 4/4 (1) un autre état est un quatrième état (IV),
le réglage précoce, dans lequel le raccord (A) pour la première chambre hydraulique
(102) est relié avec le raccord (P) pour l'alimentation en pression (202), tandis
que le raccord (B) pour la deuxième chambre hydraulique (104) est relié avec le raccord
de réservoir (T).
4. Système de réglage d'arbre à cames (200) selon la revendication 3,
caractérisé en outre en ce que
les états (I, II, III, IV) peuvent être obtenus par un déplacement linéaire d'un piston
hydraulique (13), dont l'ordre de la séquence des états (I, II, III, IV) suit l'ordre
des numéros des états, moyennant quoi il est possible de passer dans l'état ayant
le numéro suivant ou le numéro précédent.
5. Système de réglage d'arbre à cames (200) selon l'une des revendications précédentes
caractérisé en outre en ce que
la soupape 4/4 (1) est une soupape à cartouche (1) précontrainte sur un seul côté
par un ressort (9), se trouvant dans une douille (15), avec un piston hydraulique
creux (13) pour la décharge du réservoir, dont les états (I, II, III, IV) sont déterminés
par un chevauchement (Ü1, Ü2, Ü3) entre le piston creux (13) et la douille (15).
6. Système de réglage d'arbre à cames (200) selon l'une des revendications précédentes
caractérisé en outre en ce que
le mécanisme de verrouillage (106) se verrouille dans l'état sans pression (I) des
chambres hydrauliques (102, 104) et se déverrouille lors d'un dépassement d'une différence
de pression entre les chambres hydrauliques (102, 104).
7. Moteur à combustion avec un dispositif de commande et un système de réglage d'arbre
à cames (200) selon l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que
l'état désactivé du système de réglage d'arbre à cames (200) est déterminé par une
tension à vide, un courant à vide ou un signal à impulsions à vide, qui se trouve
en dessous d'une valeur seuil.
8. Procédé d'utilisation d'un moteur à combustion, plus particulièrement dans un véhicule
automobile, avec un dispositif de commande électronique de moteur et un système de
réglage d'arbre à cames selon les revendications 1 à 7,
dans lequel on passe au premier état (I) lors du démarrage du moteur à combustion
en interaction entre le dispositif de commande et le système de réglage d'arbre à
cames, et plus particulièrement indépendamment du processus de mise hors service du
moteur à combustion.