(57)【要約】  本発明は、内燃機関のための、ロックデバイスを備えたカムシャフト調整器に関する。  本発明によれば、「中間位置」（２０）の領域にてロックされる少なくとも一つのロック部（２１、２２）と、「遅めの」エンド位置（１９）又は「早めの」エンド位置（２０）の領域にてロックされる少なくとも一つのさらなるロック部（２３、２４）を備える。  この方法にあって、前記内燃機関の始動は、エンド位置（１９、２０）そうでなければ「中間位置」から目標とされる型にて生じる。
2009520150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のためのカムシャフト調整器（１０）であって、
ａ）前記カムシャフト調整器（１０）のアクチュエーティング運動手段によって相互に関連して動かされる駆動入力部（１１）及び駆動出力部（１２）と、
ｂ）前記駆動入力部（１１）と駆動出力部（１２）間の相対的な移動性を少なくとも制限するロック部内にて「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に各ケースにおいて移動される第１のロック部及び第２のロック部を有するロックデバイスとを備え、
ｃ）前記第１のロック部（２３）は「早めの」エンド位置（２０）の範囲内にて「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に移動され、さらに前記第２のロック部（２４）は「遅めの」エンド位置（１９）の範囲内にて「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に移動されることを特徴とする、内燃機関のためのカムシャフト調整器（１０）。
【請求項２】
前記「早めの」エンド位置（２０）と前記「遅めの」エンド位置（１９）間で調整される「中間位置」内の「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に移動される少なくとも一つの第３のロック部（２１、２２）を設けることを特徴とする請求項１記載のカムシャフト調整器（１０）。
【請求項３】
内燃機関のためのカムシャフト調整器（１０）であって、
ａ）前記カムシャフト調整器（１０）のアクチュエーティング運動手段によって相互に関連して動かされる駆動入力部（１１）及び駆動出力部（１２）と、
ｂ）前記駆動入力部（１１）と駆動出力部（１２）間の相対的な移動性を少なくとも制限するロック部内にて「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に各ケースにおいて移動される第１のロック部及び第２のロック部を有するロックデバイスとを備え、
ｃ）少なくとも一つのロック部（２３、２４）は、「早めの」エンド位置又は「遅めの」内の「ロックされる位置」に移動され、
ｄ）前記「早めの」エンド位置（２０）と前記「遅めの」エンド位置（１９）間で調整される「中間位置」内にて「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に移動される少なくとも一つの第３のロック部（２１、２２）が設けられることを特徴とする、内燃機関のためのカムシャフト調整器（１０）。
【請求項４】
補償部（２７）が前記駆動入力部（１１）と前記駆動出力部（１２）との間に介在され、前記カムシャフト調整器（１０）が前記「早めの」エンド位置（２０）と前記「中間位置」との間に位置づけられるという動作状態にあって、前記補償部（２７）は、第１のロック部（２３）がその後前記「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に移動されるところの前記「早めの」エンド位置（２０）の方向内における調整を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のカムシャフト調整器（１０）。
【請求項５】
前記第１のロック部（２３）は、前記「早めの」エンド位置（２０）にて、前記「遅めの」エンド位置（１９）の方向でカムシャフト調整器（１０）の調整に割り当てられたチャンバ（１７）内の作動圧力の作用を受け、他方、前記第２のロック部（２４）は、前記「遅めの」エンド位置（１９）にて、前記「早めの」エンド位置（２０）の方向でカムシャフト調整器（１０）の調整に割り当てられたチャンバ（１８）内の作動圧力の作用を受けることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のカムシャフト調整器（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のロックデバイスを備えたカムシャフト調整器に関し、特に請求項１及び３の前提に従ったロックデバイスを備えたカムシャフト調整器に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の液圧式動作カムシャフト調整器において、連動内燃機関の制御時間は反対の位置にて動作する制御チャンバの液圧比を操作することによって設定される。制御チャンバは、「早めの制御時間」及び「遅めの制御時間」に適応する方向にて動作する。そのようなカムシャフト調整装置は、前記チャンバが充分に液媒体によって満たされたかというような、前記内燃機関が充分な液圧を提供するか否かという問題にかかわらず、操作される。しかし、前記内燃機関の始動期にあっては、いくつかの状況の下で液媒体の充分な圧力が提供されないということが、判明した。これは、前記制御時間が仕様書に適合しない、又は前記カムシャフト調整器の不安定な位置の設定という結果となり、その結果として、「不安定な」制御時間が生じる。さらに、所望されない振動が発生し、さらに加えて、部品磨耗が増加され、結果として望まれていない雑音が発生する。
【０００３】
前記問題を回避するために、機械的なロックデバイスが知られている。DE 196 23 818 A1は、ロックピンとして設計され、さらにフロントエンド範囲が円錐デザインで、ロックされる位置にあって、孔に遊びがないように保持され、横断面にあっては円錐であり、断面にあっては楕円であり、カムシャフト調整器のカバーであるロック素子を有するロックデバイスを開示している。前記ロックピンは、負荷スプリング形であり、二つの液圧制御面を有する。第１の、エンド−サイド表面は、液圧式にてカムシャフト調整器の一つのチャンバに接続され、第２の制御面は、ロックピンの肩によって形成され、前記カムシャフト調整器のさらに反対方向に動作するチャンバに接続される。
【０００４】
DE 101 27 168 A1は、ロックピンが、例えば、最も進んだ角度、中間位置及び最も遅延した角度のような、段階的なロック溝、異なるロック位置に対応する段階的なロック溝の異なる平坦面に触れるロックデバイスを開示している。
【０００５】
DE 102 53 496は、第１のロックピンが「早めの」終了位置と中間位置との間の「ロックされる位置」と見なし、一方、第２のロックピンが「遅めの」終了位置と中間位置との間の「ロックされる位置」と見なす、ロックデバイスを開示している。油圧の状況がゼロに落ちると、第１のロックピンは「ロックされる位置」内に配置され、一方、第２のロックピンは「ロックされない位置」内にとどまる。内燃機関が始動されると、内部ロータは、第１ロックピンが中間位置に達するまで、前記カムシャフトのドラックトルクによって「遅めの」方向内にて調整される。このときになって、第２のロックピンも「ロックされる位置」に変化する。前記機関がうまく始動した後、前記制御器は油圧を第１の作動チャンバ内及び第１のロックピンの範囲内にて第１の油圧ラインまで増加する。この方法により、第１のロックピンは解かれ、一方第２のロックピンは第２の中間停止との圧力接触が保持される。制御された動作スイッチのため、制御器は第２の作動チャンバ内の圧力を上げ、その結果、第２のロックピンも解かれるので、内部ロータは自由に動くことができる。類似のロックデバイスは、US 6,450,137 B2からも把握される。
【０００６】
DE 199 18 910 A1は、ラジアル調整方向に作動される二つのロックピンを有するロックデバイスを開示している。
【０００７】
本出願の優先日以前に公表されなかった特許出願であって、本出願人の内部ファイルリファレンスE 2004 255 及び名称「内燃機関のカムシャフト調整器のためのロックデバイス」では、異なるタンジェンシャル遊び度合いを有し、さらに前記カムシャフト調整器の異なるチャンバによって作動される二つのロックピン手段によるカムシャフト調整器のエンド位置にてロックを実行することが知られる。
【０００８】
（発明の目的）
本発明は、内燃機関がシャットダウンしたときに確実なロック、要求される確実な開放、所望されない早い開放の確実な防止、及び／又は内燃機関のリスタートのための有利なロック位置を、保証するロックデバイスを提供することを目的する。
【０００９】
（発明の開示）
本発明によれば、前記目的は独立した発明の請求項１及び３の特徴となる手段によって達成される。さらに、本発明の具現化例は、従属の発明の請求項２及び４及び５にて請求される好ましい具体例に関連して理解される。
【００１０】
本発明によれば、カムシャフト調整器の固定（ロックlock）は、「早めの」エンド位置及び「遅めの」エンド位置の範囲内の選択的なロック手段によって発生する。前記タイプのエンド位置ロックは、中間ロックよりも優れた特長を持ち、前記エンド位置にあることで、前記カムシャフトはいかなる場合にあっても一方向に固定され、その結果、前記エンド位置で作動するロック部はブロックを必要とし、又は一調整方向における調整のみにロックする。第２に、選択された動作によって、前記エンド位置からの内燃機関の再始動は、いくつかの条件下にあって、例えば、ハイブリットドライブにおける内燃機関の使用にあっては、「中間位置」からの再始動よりも有利である、ということがわかった。
【００１１】
ロックされた位置の発生に関係する調整角度の操作は、異なる（代替的又は累積的）方法を含むことができる。
ａ）内燃機関のシャットダウンの前にあって、カムシャフト調整器のチャンバの適切な加圧手段により、ロックのための準備におけるカムシャフト調整器のターゲット調整を発生することが可能である。内燃機関は、例えば、「早めの」エンド位置内又は「遅めの」エンド位置内で目標とされる型にてシャットダウンされる。
【００１２】
これにより、能動化されたエンド位置の選択において、予測される未来の動作モードの熟考と、それゆえ、内燃機関をその後、進ませた又は遅らせたオープニング及びクロージング時間により運転するべきか否かということに関する予測が可能となる。さらに、この関係にあって「予測方法」を使用することが、ロックすることが未来の動作状態にあって有利であるということについてなされる予測手段によって可能である。例えば、ハイブリットドライブでさえも、内燃機関が、例えば始動−停止動作の間のような、短期間にシャットダウンされるであろうか否か、或いは比較的長時間の内燃機関のシャットダウンが望まれるのか否か、という区別又は推定を作り出すことが可能である。単なる例に過ぎないが、前記タイプの予測方法は、監視されるオーバーランモードの発生に加えて車輪の回転速度にあり、そこから一方で車両の交差点への接近と他方で駐車プロセスとの間に相違が形成される。
【００１３】
ｂ）分離調整装置の提供も可能である。その分離調整装置は、内燃機関がシャットダウンしたとき又はその後にエンド位置の範囲のターゲット位置にてカムシャフト調整器に配置される。
【００１４】
ｃ）カムシャフト調整器の位置のバリエーションは、ロータが二つの調整方向のステータに相対的に移動されるという手段によって振動又は波動から結果として生じる。これは、例えばチャンバの加圧のための波動であり、チャンバなどの動作からの結果である振動である。
【００１５】
ｄ）前記作動圧力を十分に下回る低動作圧力にて作用される、チャンバの少なくとも一つによる成果のために、ロックされる位置に徐々に近づくことに相関する、ロック位置の方向の調整が内燃機関のリスタートの第１の段階の間にも同様に可能である。
【００１６】
ｅ）内燃機関の始動の間、摩擦トルクがカムシャフトに作用する。カムシャフト調整器が駆動されると、前記摩擦トルクためにカムシャフトは遅れ、「遅めの」方向でのカムシャフト調整器の自動調整に帰着するという結果になる。
【００１７】
本発明に関するエンド位置にて動作するロック部は、本願の優先日以前に公開されていない本出願人による発明にて開示された、単一動作するロック部さもなければ往復動作する代理機能を果たすロック部であり、本出願の優先日より以前に公開されていない、前記優先技術からの前記ロック部の形状及び前記ロック部の受け口の形状については、本発明に転用できる。
【００１８】
「早めの」又は「遅めの」のエンド位置内のロック後における前記内燃機関のリスタートは前記内燃機関のより急な動きをなくし（ジャークフリー（jerk-free））又はより規則正しい動きをもたらす、というのは、前記制御時間の結果、内燃機関の減圧が生じるからである。この点で、エンド位置内のロックは対象とされたシャットダウンにだけ適切である。「遅めの」エンド位置における追加のロックは、中間位置でのロックが動作しなかったときに「緊急のアンカー」の形として働く。
【００１９】
本発明のさらなる実施例によれば、「早めの」のエンド位置と「遅めの」のエンド位置との間で調整された「中間位置」内にて、「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に動かされる、少なくとも一つの、第３のロック部が設けられる。前記タイプの第３のロックされる位置手段によれば、前記内燃機関のシャットダウン後の予測される動作状態にとって、非常に高い精度を与えることを可能とする。第２に、最悪の事態において、前記内燃機関の作動を停止させるイベントにあって、本発明によれば、前記カムシャフト調整器は、前記エンド位置と前記「中間位置」との間のスペースの完全な半分にてカバーを必要とするような、前記カムシャフト調整器の位置状態をエンド位置と「中間位置」との間の中央位置にする。ロックが許されるエンド位置は、それゆえ、例えば小さな振動のイベント内で確保されるロックのような前記カムシャフト調整器の小さな動きにさえ作用が及ぶ。さらに、いくつかの状況にあって、前記カムシャフト調整器は、運動によっておこされるエネルギーの減少された量を伴って前記ロックされる位置に達する。
【００２０】
本発明に係る前記カムシャフト調整器の一つの改良点にあって、前記内燃機関がシャットダウンしたとき、前記カムシャフト調整器の、シャットダウンされている内燃機関のため、又は内燃機関のリスタートのための、位置の操作は、半径方向に作用するねじれバネ又は圧力バネのような、特にバネであるところの、補償部手段によって生じる。前記タイプの補償部は、カムシャフト調整器が「早めの」エンド位置及び「中間位置」間でシャットダウンしたとき、前記カムシャフト調整期が「早めの」エンド位置の方向内で調整されるところの方法でカムシャフト調整器にて力状態の操作を行うことができる。前記カムシャフト調整期は、その後、エンド位置にてロックされる。
【００２１】
本発明の有利な改良点は、本発明の従属請求項から、さらには詳細な説明から理解できる。さらなる特徴は、図面から知ることができる。特に、図面に描かれた配置及び複数の要素の相互の相対的な寸法、それらの相対的な調整及び動作関係などから知ることができる。本発明の異なる実施例の特徴の組み合わせ、又は選択された引用から逸脱する異なる発明の請求の範囲の特徴の組み合わせは同様に可能であり、ここにあって、援用される。これは、図面の区別された数字によって示された特徴に、或いはその説明の記述にも関係する。前記特徴は異なる発明請求範囲の特徴と組み合わせられる。
【００２２】
（発明の詳細な説明）
図１は、内燃機関のためのカフシャフト調整器１０を示す。カムシャフト調整器１０内部にて、駆動入力部１１は、例えば、鎖歯車に回転するようにしっかりと結合され、タイミングチェーンによって駆動される。駆動入力部１１は、例えば、カムシャフト１３に回転するようにしっかりと結合された、駆動出力部１２に関連して同定される方法によって、前記図面の平面に対して垂直に位置合わせされた回転軸１４についての前記カムシャフト調整器１０の調整動作過程の間、回転される。前記駆動入力部１１には、（このケースでは５つの）外部に向かって放射上に区切られ、さらに前記駆動入力部１１による接線方向と前記駆動出力部１２の側方面による内部への放射状の両方にも、区切られた作動スペース１５が形成される。前記駆動出力部１１の羽根１６は、前記カムシャフト調整器１０の調整が遅めのエンド位置１９の方向に生じる手段によって前記作動スペースをチャンバ１７に分割し、調整動作が早めのエンド位置２０の方向に生じる液加圧のイベントによって、前記作動スペースをチャンバ１８に分割する。図１に示された調整位置にあって、カムシャフト調整器１０は、羽根１６が、「早めの」エンド位置２０と「遅めの」エンド位置１９の間のおおよそ中間に位置付けられるところの「中間位置」にある。
【００２３】
カムシャフト調整器１０は、二つのロック部２１、２２を伴う中間ロック配置を有する。ロック部２１、２２は、各ケースにおいて、異なる範囲における、一つのエンド位置及び中間位置の各ケース間で両方のロック部２１、２２が中間位置に達するようにロックされるよう、ロックする。二つのロックピンを伴う前記タイプの中間ロック配置の動作モードの詳細な説明は、例えば、DE 102 53496 及びUS 6,450,137 B2から理解される。ロック部２１、２２は、また、第３のロック部としての発明に関して参照される。
【００２４】
さらに、カムシャフト調整器１０は、前記「早めの」エンド位置２０の範囲内で「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に動かされるところの第１のロック部２３を有する。第２のロック部２４は、前記「遅めの」エンド位置１９の範囲内で「ロックされない位置」から「ロックされる位置」に動かされる。
【００２５】
ロック部２１、２２、２３、２４は、特に、軸方向に動かされるロックピンであり、「ロックされない位置」において、フォームフィッティング結合を、駆動入力部１１及び駆動出力部１２間にあって形成する。「ロックされない位置」の間、前記フォームフィッティング結合は開放される。この目的のため、ロックピンは特に、「ロックされる位置」の方向内でバネで定位置で止められ、さらに、一つの終端面又はロックピンに関連したアクティブ面の範囲内のバネ負荷の圧力カウンタに作用されることによって、「ロックされない位置」に配置される。図１に示される具体例にしたがって、第１のロック部２３はチャンバ１７内の圧力による圧力式結合２５を通して作用され、他方、第２のロック部２４はチャンバ１８内の圧力による圧力式結合２７を通して作用される。
【００２６】
具体例が図１に示されるように、カムシャフト調整器１０は補償部２７を備える。補償部２７は、前記「早めの」エンド位置の方向における調整方向内のカムシャフト調整器１０の動力の状態を操作する。前記操作が内燃機関の始動の間に調整される各部のいかなる摩擦トルクよりも大きいか、或いは、例えば、カムシャフト調整器１０が「早めの」エンド位置と「現在位置」との間で停止されると、そのときには、補償部２７が「早めの」エンド位置２０の方向内のカムシャフト調整器１０の調整力を生成できる。
【００２７】
例えば、前記「早めの」エンド位置のためのロックは、例えばＶ−レイアウト内燃機関の場合のような補償用ばねを使用しない場合でさえも、もたらされる。この点で、Ｖ−レイアウト内燃機関の一バンクのコントロールバルブがチップによってブロックされたり、前記「早めの」エンド位置方向にて調整が生じたら、そのときは、他のバンクのカムシャフト調整器が前記「早めの」方向にて調整され、さらに対象の方法によってロックされる。同様のことは、前記「遅めの」終端方向についても、適用できる。
【００２８】
前記補償用ばねの設計については、様々な異なった実現性がある：
−前記補償用ばねは、エンド位置の方向の調整がいつも、そこへの落下のイベント又は圧力不足で生じるように十分強く設計される。
【００２９】
−これに対して、内燃機関の空転トルクは、前記エンド位置にて確実な調整がなく、又は補償用ばねのみで常に確実ではないので、非常に大きい。前記補償用ばねはその後、所定の状況下にある普通エンジン動作コンディションの下で大変良く機能する、一方、前記補償用ばねは、極端なコンデション（例えばエンジン失速、冷機起動）では単に補助的な作用を提供する。
【００３０】
（図面の簡単な説明）
本発明のさらなる特徴は、詳細な説明及び図面に基づいて理解される。図面は、本発明の具体的な具現化例をカムシャフト調整器の断面図に概略的に示している。
【００３１】
（参照符号のリスト）
１０  カムシャフト調整器
１１  駆動入力部
１２  駆動出力部
１３  カムシャフト
１４  回転軸
１５  作動スペース
１６  羽根
１７  チャンバ、「遅めの」
１８  チャンバ、「早めの」
１９  エンド位置、「遅めの」
２０  エンド位置、「早めの」
２１  ロック部
２２  ロック部
２３  第１のロック部
２４  第２のロック部
２５  結合
２６  結合
２７  補償用部
【図１】
2009520150.tif 000003
【国際調査報告】
2009520150.tif 000004
2009520150.tif 000005
2009520150.tif 000006
2009520150.tif 000007