本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)：

這樣的凸輪軸調(diào)節(jié)器用于在發(fā)動機運行期間改變內(nèi)燃機的換氣閥的控制時間，以便改善內(nèi)燃機的消耗值和運行性能。

在實際中經(jīng)考驗的實施方式是構(gòu)建為葉片腔室調(diào)節(jié)器的具有定子和轉(zhuǎn)子的凸輪軸調(diào)節(jié)器，定子和轉(zhuǎn)子限界出環(huán)形空間，該環(huán)形空間通過葉片分別被劃分成兩個工作腔。工作腔可選地可加載有液壓介質(zhì)，該液壓介質(zhì)在壓力介質(zhì)循環(huán)回路中通過壓力介質(zhì)泵從壓力介質(zhì)容器輸送到轉(zhuǎn)子的葉片側(cè)上的工作腔中，并且從相應(yīng)另一葉片側(cè)的工作腔輸送回到壓力介質(zhì)容器中。其體積在此得到增大的工作腔具有如下作用方向，該作用方向與所附屬的對置的工作腔的作用方向相反。通過該作用方向可以觸發(fā)轉(zhuǎn)子相對于定子或者沿順時針方向或者沿逆時針方向的扭轉(zhuǎn)。對壓力介質(zhì)流的控制和因此對凸輪軸調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)運動的控制包括液壓的多路切換閥，通過多路切換閥，根據(jù)閥體的位置來閉合或者開啟穿流開口。

該凸輪軸調(diào)節(jié)器的問題在于：凸輪軸調(diào)節(jié)器在起動階段還沒有完全充滿壓力介質(zhì)或者空地運行。在發(fā)動機起動時，如果內(nèi)燃機之內(nèi)的油壓還沒有構(gòu)建，那么由凸輪軸施加的交變轉(zhuǎn)矩由此可以觸發(fā)轉(zhuǎn)子相對于定子的不受控的運動，不受控的運動可能導(dǎo)致磨損提高并且導(dǎo)致不符合期望的噪聲形成。為了避免該問題公知的是：在轉(zhuǎn)子與定子之間設(shè)置鎖緊裝置，鎖緊裝置在內(nèi)燃機停止時在對于起動有利的轉(zhuǎn)動角度位置中將轉(zhuǎn)子相對于定子鎖緊。

這樣的鎖緊裝置優(yōu)選地包括彈簧負載的鎖緊銷，彈簧負載的鎖緊銷在轉(zhuǎn)子扭轉(zhuǎn)時逐漸在設(shè)置在密封蓋或者定子上的鎖緊滑槽中鎖緊。在此，在達到中間鎖緊位置之前，轉(zhuǎn)子朝中間鎖緊的方向的扭轉(zhuǎn)相應(yīng)是可能的，但是轉(zhuǎn)子朝相反的方向的扭轉(zhuǎn)被阻斷。在內(nèi)燃機暖機和/或?qū)⑼馆嗇S調(diào)節(jié)器完全充滿壓力介質(zhì)之后，鎖緊銷以操作壓力介質(zhì)的方式從鎖緊滑槽中被擠出，從而使得轉(zhuǎn)子緊接著為了調(diào)節(jié)凸輪軸的轉(zhuǎn)動角度位置可常規(guī)地相對于定子扭轉(zhuǎn)。

此外，一種配屬于葉片的控制裝置是公知的，控制裝置的控制銷定位在將工作腔分離的葉片中。借助于該控制裝置，可以建立兩個起相反作用的工作腔的流動技術(shù)的連接。在此，控制銷通過壓力介質(zhì)加載而與彈簧力相抗地運動?？刂其N可以布置為使得在壓力介質(zhì)加載時，工作腔之間的流動技術(shù)的連接中斷。在內(nèi)燃機停止時，不僅鎖緊裝置的彈簧負載的鎖緊銷而且控制裝置的控制銷都通過彈簧力從解鎖位置引導(dǎo)到無壓力的鎖緊位置。

從文獻US 6 684 835 B2公知一種液壓的、構(gòu)建為葉片腔室調(diào)節(jié)器的凸輪軸調(diào)節(jié)器，凸輪軸調(diào)節(jié)器的中間鎖緊在發(fā)動機停止時進行。電子控制單元檢測在發(fā)動機停止時產(chǎn)生的信號和反映出定子相對于轉(zhuǎn)子的位置的信號。電控制閥包括五個端口，其中的一個端口接受來自發(fā)動機或者壓力介質(zhì)泵的潤滑油循環(huán)回路的油注入、其中的一個端口連接電磁閥與所有鎖緊活塞或者鎖緊銷，以及其中的兩個端口連接電磁閥與凸輪軸調(diào)節(jié)器的工作腔A或B，并且其中的一個端口Tank設(shè)置用于從電磁閥的油流出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于：針對內(nèi)燃機提供一種起動策略，起動策略能夠?qū)崿F(xiàn)的是，即使在主動的壓力介質(zhì)調(diào)節(jié)的情況下也將凸輪軸調(diào)節(jié)器鎖緊在中間鎖緊位置中。

本發(fā)明的任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的凸輪軸調(diào)節(jié)器來解決。本發(fā)明的其他優(yōu)選的實施方式從從屬權(quán)利要求、附圖和所附屬的描述中得知。

根據(jù)本發(fā)明的基本思想，為了解決該任務(wù)而提出一種內(nèi)燃機的起動策略，起動策略設(shè)置有液壓回路，在液壓回路中，針對切換閥設(shè)置有附加的第五控制位置。在另外的控制位置中存在A端口與B端口之間的和因此壓力泵與工作腔A之間的流動連接。B端口與T端口連通，并且因此與油容器或壓力介質(zhì)容器和工作腔B連通。C端口將葉片的控制裝置與T端口連接。因此，針對根據(jù)本發(fā)明的具有五個端子或端口的切換閥設(shè)置有五個也被稱作活塞位置的控制位置。P端口或者流入端口保持與壓力泵連接而T端口或者流出端口配屬于存儲箱或者壓力介質(zhì)容器。A端口形成用于工作腔的端子，而B端口與工作腔保持接觸。另一C端口確定用于葉片的控制裝置?？刂崎y的附加的第二控制位置跟隨第一控制位置，第一控制位置在發(fā)動機停止時開動而且處在第三控制位置之前，在第三控制位置的情況下可以使凸輪軸調(diào)節(jié)器向“提前”調(diào)節(jié)。

與第一控制位置一致地，在補充的第二控制位置中，C端口與T端口或存儲箱相連。因此，鎖緊裝置的鎖緊滑槽保持無壓力，而且至少一個鎖緊銷可以在鎖緊滑槽中鎖止。然而，與切換閥的第一控制位置不同地，B端口與T端口相連。切換閥的附加的控制位置對液壓介質(zhì)的體積流量的特性曲線有積極的影響。在第二控制位置中，還沒有油或液壓介質(zhì)流入到與C端口相連的液壓線路中。另一方面，工作腔已經(jīng)與T端口相連，由此可以將油從該工作腔擠出。因此，在該工作腔中存在的液壓壓力引起了朝“提前”方向的調(diào)節(jié)。

有利地，根據(jù)本發(fā)明的起動策略的特點在于：與C端口相連的液壓線路在附加的控制位置中切換為無壓力的，由此，鎖緊銷沒有阻礙地鎖止到鎖緊滑槽中。此外，有效地阻止了調(diào)節(jié)器越過中間鎖緊位置朝提前方向的不利的調(diào)節(jié)。利用根據(jù)本發(fā)明的起動策略，可以首先在內(nèi)燃機的停止過程期間將液壓凸輪軸調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)到中間鎖緊位置中并且在那里鎖緊。

如果發(fā)動機應(yīng)該已經(jīng)停止或者中間鎖緊出于物理原因應(yīng)該是不可能的，那么例如由于低的環(huán)境溫度和與此相關(guān)的高的油粘度，根據(jù)本發(fā)明的起動策略確保在內(nèi)燃機的接下來的起動期間實現(xiàn)所希望的中間鎖緊。為此，傳導(dǎo)系統(tǒng)的液壓線路切換為使得壓力介質(zhì)可以從用于加載控制銷和鎖緊銷的壓力介質(zhì)空間流出到壓力介質(zhì)容器中。在液壓線路的無壓力的狀態(tài)下，凸輪軸調(diào)節(jié)器可以引入到鎖緊位置中并且在那里鎖緊。

如果在內(nèi)燃機的起動階段，凸輪軸調(diào)節(jié)器沒有在中間鎖緊位置(MVP)中鎖緊并且在滯后端部止擋部與中間鎖緊位置之間的角位置中出現(xiàn)，那么可以以有利的方式應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的起動策略。在起動階段，例如通過與內(nèi)燃機的控制設(shè)備相連的傳感器可以最晚在凸輪軸旋轉(zhuǎn)之后確定凸輪軸的角位置。如果凸輪軸調(diào)節(jié)器例如處在滯后端部止擋部與中間鎖緊位置之間的角位置中，那么根據(jù)本發(fā)明的起動策略自動開始。切換元件、尤其是切換閥的電磁鐵于是得到通電，從而使得該切換閥將切換閥的活塞移動到第二控制位置。

此外，根據(jù)本發(fā)明還提出了一種工作端口在切換閥上的布置，根據(jù)該布置，B端口安置在中間，A端口布置在其右側(cè)而C端口布置在其左側(cè)。該端口布置在第二控制位置中確保了對工作腔加載壓力，由此，凸輪軸調(diào)節(jié)器朝“提前”方向調(diào)節(jié)。與此不同地，在迄今為止的與切換閥的四個控制位置相關(guān)聯(lián)的端口布置中，凸輪軸調(diào)節(jié)器在第二控制位置中朝滯后的方向調(diào)節(jié)并且因此不朝中間鎖緊位置的方向調(diào)節(jié)。

此外，作為為了清楚地限制葉片的調(diào)節(jié)運動的措施設(shè)置的是，鎖緊裝置不僅針對提前鎖緊而且針對滯后鎖緊具有分離的鎖緊銷。因此，可以有效地阻止葉片朝提前工作腔和滯后工作腔的不期望的調(diào)節(jié)運動。

對于鎖緊裝置的功能來說有利的是：確定用于提前鎖緊的鎖緊銷在從轉(zhuǎn)子移出的位置中將液壓線路切斷并且因此阻止了朝工作腔A的方向的液壓流。相對應(yīng)地，確定用于滯后鎖緊的鎖緊銷在從轉(zhuǎn)子移出的位置中也將液壓線路切斷并且因此阻止了加載工作腔B的液壓流。

此外還設(shè)置的是：彈簧負載地使用鎖緊裝置的鎖緊銷。優(yōu)選地，壓力彈簧適合于使壓力彈簧的相應(yīng)的彈簧力在反力消失時將有關(guān)的鎖緊銷從轉(zhuǎn)子擠到鎖緊滑槽中。在取消系統(tǒng)壓力或油壓時，該措施也確保了凸輪軸調(diào)節(jié)器的故障安全的調(diào)節(jié)。

根據(jù)有利的設(shè)計方案設(shè)置的是，給配屬于葉片的液壓線路配屬第一止回閥，以便阻止從一工作腔到另一工作腔的液壓流。優(yōu)選地用于從提前工作腔到滯后工作腔的液壓流。為此替選或者補充地，可以設(shè)置具有與第一止回閥相反的作用方向的、用于另一葉片的液壓線路的第二止回閥。在這兩種情況的第一種情況下，借助于止回閥來實現(xiàn)葉片朝提前方向的進一步移動，其中，在這兩種情況的第二種情況下確保了朝滯后方向的進一步移動。

與根據(jù)本發(fā)明的措施相關(guān)的凸輪軸調(diào)節(jié)器的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)最佳的力分布而盡可能包括四個或者更多葉片，葉片對稱地分布在周邊地布置在轉(zhuǎn)子上并且配屬于壓力室。

附圖說明

隨后，本發(fā)明依據(jù)優(yōu)選的實施例進一步闡述。在此，附圖詳細地示出了：

圖1以示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明的凸輪軸調(diào)節(jié)器；

圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機的起動策略的電磁閥的控制特性和切換位置的圖；

圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明的起動策略的流程圖。

具體實施方式

在圖1中示意性地示出了具有已知的基本結(jié)構(gòu)的凸輪軸調(diào)節(jié)器1，凸輪軸調(diào)節(jié)器包括可由未示出的內(nèi)燃機的曲軸驅(qū)動的定子2和與凸輪軸(未示出)抗相對轉(zhuǎn)動地相連的轉(zhuǎn)子3，轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子輪轂4和多個徑向地取向的葉片5、6、7。通過葉片5、6、7將壓力室8、9、10劃分成工作腔11至16。圖1的上方的圖示示出了展開時的葉片腔室調(diào)節(jié)器，而在左下方示意性地描繪了具有鎖緊裝置29的轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)子輪轂3的片段，而在右下方示意性地描繪了構(gòu)建為多路切換閥的用于控制凸輪軸調(diào)節(jié)器1的壓力或者液壓介質(zhì)的切換閥17。根據(jù)本發(fā)明的切換閥17是具有五個端子或端口以及具有五個控制或者活塞位置47a至47e的比例閥。P端口18或者流入端口與壓力泵保持連接而T端口19或者流出端口配屬于存儲箱或者壓力介質(zhì)容器。A端口20形成用于工作腔11、13、15的端子，而B端口21與工作腔12、14、16保持接觸。另一C端口22確定用于葉片5、6、7的控制裝置23、24、25。所有端口按照切換閥17的控制位置要么被打開要么被關(guān)閉。切換閥17由彈簧元件26加載壓力，而且被集成的活塞可以符合需要地通過優(yōu)選實施為電磁鐵的調(diào)節(jié)元件27調(diào)節(jié)到相應(yīng)的控制或者活塞位置。

此外，圖1示出了具有多個壓力介質(zhì)線路的液壓或者壓力介質(zhì)循環(huán)回路，液壓或者壓力介質(zhì)循環(huán)回路是切換閥17與壓力室8、9、10以及鎖緊裝置29之間的液壓傳導(dǎo)系統(tǒng)28。液壓線路30將A端口20直接與工作腔13、15相連。液壓線路30的支路通過鎖緊裝置29引導(dǎo)到工作腔11。液壓線路31建立B端口21與工作腔12和16之間的連接。液壓線路31通過鎖緊裝置29延伸到另一工作腔14。此外，液壓線路32將C端口22與葉片5至7的所有控制裝置23至25相連。

在例如沿提前方向的正常運行時凸輪軸相對曲軸的轉(zhuǎn)動角度可以通過如下方式來調(diào)節(jié)：工作腔11、13、15通過液壓線路30加載有壓力介質(zhì)，由此增大了它們的體積，而壓力介質(zhì)同時從工作腔12、14、16擠出，而且因此減小腔體積。在圖1中通過箭頭來表征提前方向，滯后方向逆箭頭方向地走向。其體積在沿提前方向的調(diào)節(jié)運動時分別按組地增大的工作腔11、13、15被稱為作用方向的工作腔。工作腔11、13、15的體積變化導(dǎo)致的是：具有葉片5、6、7的轉(zhuǎn)子3相對于定子2扭轉(zhuǎn)。工作腔12、14、16的體積可以通過經(jīng)由切換閥17與液壓線路31相連的B端口21的壓力介質(zhì)加載來增大，而同時，工作腔11、13、15的體積通過壓力介質(zhì)經(jīng)由A端口20的回流來減小。體積變化導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子3相對于定子2逆箭頭方向沿滯后方向扭轉(zhuǎn)。

鎖緊裝置29包括兩個也要稱作鎖緊銷的鎖緊銷33、34，鎖緊銷是可線性地移動的并且彈簧負載地安裝在轉(zhuǎn)子輪轂4的容納部35中。鎖緊銷33、34在鎖緊滑槽36的方向上由彈簧元件43彈簧負載地布置。為了能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)子3相對于定子2的調(diào)節(jié)，鎖緊裝置29被松開。通過如下方式實現(xiàn)這一點：使鎖緊滑槽36加載有壓力介質(zhì)，對此，在切換閥17的相對應(yīng)的控制位置的情況下，壓力介質(zhì)從C端口22經(jīng)由液壓線路32以及另一液壓線路37輸送。通過壓力介質(zhì)加載，鎖緊銷33、34從鎖緊滑槽36擠出，從而使得轉(zhuǎn)子3相對于定子2是可自由轉(zhuǎn)動的。

在葉片5、6、7中分別引入流動連接件38、39、40，其中，止回閥41、42配屬于流動連接件38、39，止回閥能夠?qū)崿F(xiàn)壓力介質(zhì)或液壓介質(zhì)從工作腔12流到工作腔11或從工作腔13流到工作腔14。壓力介質(zhì)流過流動連接件38、39、40可以分別通過可切換的、加載有彈簧力的控制銷44、45、46來釋放或者阻斷。可切換的、配屬于控制裝置23、24、25的、加載有彈簧力的控制銷44、45、46可以分別通過液壓線路32加載有壓力介質(zhì)，而且可以從鎖緊位置調(diào)節(jié)到解鎖位置。在解鎖位置中阻斷流過流動連接件38、39、40，從而使得工作腔11、12；13、14和15、16彼此分開。

根據(jù)切換閥17的在圖1中示出的第一控制位置47a，鎖緊銷33通過彈簧元件43支持地鎖止到鎖緊滑槽36中，其中，該位置對應(yīng)于止擋位置提前，其中，鎖緊銷33阻止了液壓線路30的線路區(qū)段并且因此阻止了通向工作腔11的流動連接。同時，被推入的鎖緊銷34打開通道，從而通向工作腔14的流動技術(shù)的連接通過所連接的液壓線路31形成。根據(jù)本發(fā)明的切換閥17可以通過給調(diào)節(jié)元件27相應(yīng)通電而在五個控制位置47a至47e中調(diào)節(jié)，由此，凸輪軸調(diào)節(jié)器1可以調(diào)節(jié)到不同的位置、例如沿提前調(diào)節(jié)或者滯后調(diào)節(jié)的方向來調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的起動策略的應(yīng)用設(shè)置用于如下情況：在內(nèi)燃機的起動階段，凸輪軸調(diào)節(jié)器1沒有在中間鎖緊位置(MVP)中鎖緊。在起動階段，對內(nèi)燃機的控制短時間地、最晚在凸輪軸旋轉(zhuǎn)之后識別出凸輪軸的角位置。如果凸輪軸調(diào)節(jié)器1在此沒有在中間鎖緊位置(MVP)中鎖緊，而是例如在滯后端部止擋部與中間鎖緊位置之間的角位置中鎖緊，那么根據(jù)本發(fā)明的起動策略自動開始。在此，切換閥17被通電，從而使得該切換閥的活塞向控制位置47b、即第二位置開動。在短暫的發(fā)動機停止時間之后，在內(nèi)燃機中相對快地構(gòu)建出油壓，從而使得油作為液壓介質(zhì)從P端口18到A端口20并且經(jīng)由液壓線路30來加載工作腔13、15。同時，工作腔14、16經(jīng)由液壓線路31、B端口21和T端口19與存儲箱或壓力介質(zhì)容器相連。如在控制位置47c、即第三活塞位置中那樣，凸輪軸調(diào)節(jié)器1在控制位置47c中沿著箭頭方向、也就是說沿提前方向調(diào)節(jié)。

與控制位置47c不同地、但是與控制位置47a一致地，C端口22在控制位置47b中與T端口19相連，這造成無壓力的液壓線路32和無壓力的鎖緊滑槽36，由此，鎖緊銷33保持鎖止在鎖緊滑槽36中。與設(shè)置有閉合的B端口21的控制位置47a、即第一活塞位置不同地，在控制位置47b中，B端口21同樣通過T端口19與存儲箱相連。在第一控制位置47a中，B端口21閉合，以便因此在內(nèi)燃機的起動階段中填滿凸輪軸調(diào)節(jié)器1時，油沒有從凸輪軸調(diào)節(jié)器1流回到存儲箱中。這導(dǎo)致了壓力介質(zhì)或油泄漏的提高，壓力介質(zhì)或油泄漏阻止了內(nèi)燃機之內(nèi)的必需的短時間的壓力構(gòu)建。與至今的解決方案相比，對于根據(jù)本發(fā)明的起動策略來說，A端口20和B端口交換，因此凸輪軸調(diào)節(jié)器2在切換閥17的第二控制位置47b中向提前調(diào)節(jié)。在至今的切換的情況下，凸輪軸調(diào)節(jié)器1向滯后調(diào)節(jié)并且因此沒有朝中間鎖緊位置(MVP)的方向調(diào)節(jié)。

基于新的起動策略，凸輪軸調(diào)節(jié)器1僅可以調(diào)節(jié)直至中間鎖緊位置，凸輪軸調(diào)節(jié)器在那里通過鎖緊銷34的鎖止來鎖緊。緊接著可以起動內(nèi)燃機。在更長的停止時間的情況下，可以延長內(nèi)燃機之內(nèi)的油壓構(gòu)建，由此稍微延遲了調(diào)節(jié)過程。但是，在此也可以應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的起動策略，這是因為被延遲的油壓構(gòu)建對起動過程沒有消極影響。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的切換閥17的閥特性曲線。在圖示中，在橫軸上繪制有用于調(diào)節(jié)切換閥17的調(diào)節(jié)元件27的電磁鐵繞組電流(A)，而在縱軸上繪制有被稱作液壓介質(zhì)或壓力介質(zhì)的油的體積流量(l/min)。由于附加的控制位置47b形成液壓介質(zhì)的改變的體積流量特性曲線。在控制位置47b中，還沒有油流到C端口22中并且流到與之相連的液壓線路32中。同時，B端口21與T端口19保持連接并且通過液壓線路31能夠?qū)崿F(xiàn)的是，可以將油從工作腔12、16擠出到容器或存儲箱中。因此，已存在的、在A端口20上的壓力可以經(jīng)由液壓線路30傳輸?shù)焦ぷ髑?3、15中，以便觸發(fā)對凸輪軸調(diào)節(jié)器1的調(diào)節(jié)并且因此觸發(fā)換氣閥在提前方向上的控制時間。

在圖3中以圖像方式示出了內(nèi)燃機的根據(jù)本發(fā)明的起動策略的流程圖。在此，三個不同的線形圖在豎直方向上彼此相疊地概括，從而使得橫軸形成了用于所有圖表的時間軸。下方的線形圖示出了關(guān)于切換閥17的不同的控制位置47a至47e的占空比(％)。中間的圖表的曲線走向涉及凸輪軸的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的角位置(°NW)。上方的圖表示出了內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速變化過程(轉(zhuǎn)/min)。

附圖標(biāo)記列表

1 凸輪軸調(diào)節(jié)器

2 定子

3 轉(zhuǎn)子

4 轉(zhuǎn)子輪轂

5 葉片

6 葉片

7 葉片

8 壓力室

9 壓力室

10 壓力室

11 工作腔

12 工作腔

13 工作腔

14 工作腔

15 工作腔

16 工作腔

17 切換閥

18 P端口

19 T端口

20 A端口

21 B端口

22 C端口

23 控制裝置

24 控制裝置

25 控制裝置

26 彈簧元件

27 調(diào)節(jié)元件

28 傳導(dǎo)系統(tǒng)

29 鎖緊裝置

30 液壓線路

31 液壓線路

32 液壓線路

33 鎖緊銷

34 鎖緊銷

35 容納部

36 鎖緊滑槽

37 液壓線路

38 流動連接件

39 流動連接件

40 流動連接件

41 止回閥

42 止回閥

43 彈簧元件

44 控制銷

45 控制銷

46 控制銷

47a 控制位置

47b 控制位置

47c 控制位置

47d 控制位置

47e 控制位置