(57)【要約】  本発明は、軸方向に移動可能に配置された少なくとも２つのカムエレメント（１１、１２、１３、１４）を含む、少なくとも１つのカムシャフト（１０）を備えた自動車弁駆動調整装置に基づく。一のカムエレメント（１１、１２、１３、１４）における弁を作動させるためのカムトラック（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４）の数と、他のカムエレメント（１１、１２、１３、１４）における弁を作動させるためのカムトラック（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４）の数とを互いに異ならせる。【選択図】図１
2015507140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に移動可能に配置された少なくとも２つのカムエレメント（１１、１２、１３、１４）を含む少なくとも１つのカムシャフト（１０）を備えた自動車弁駆動調整装置であり、
一の前記カムエレメント（１１、１２、１３、１４）における弁を作動させるためのカムトラック（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４）の数と、他の前記カムエレメント（１１、１２、１３、１４）における弁を作動させるためのカムトラック（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４）の数とが互いに異なっていることを特徴とする自動車弁駆動調整装置。
【請求項２】
前記軸方向に移動可能に配置されたカムエレメント（１１、１２、１３、１４）が、１つのシリンダの少なくとも１つの弁のバルブリフトを調整するために、弁ごとにそれぞれ少なくとも２つのカムトラック（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４）を有することを特徴とする、請求項１に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項３】
前記カムエレメント（１２、１３）のうちの少なくとも１つが、バルブリフトを行う少なくとも１つのカムトラック（１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６）と、ゼロリフトである１つのカムトラック（３１、３２、３３、３４）とを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項４】
前記カムエレメント（１１、１４）のうちの別の１つが、バルブリフトを行う少なくとも１つのカムトラック（１５、１６、１７、１８、２７、２８、２９、３０）だけを有することを特徴とする、請求項３に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項５】
前記少なくとも２つのカムエレメント（１１、１４）のうちの一方が、それぞれ１つの弁を作動させるためのカムトラック（１５、１６、１７、１８、２７、２８、２９、３０）を２つ有し、前記少なくとも２つのカムエレメント（１２、１３）のうちの他方が、それぞれ１つの弁を作動させるためのカムトラック（１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４）を３つ有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項６】
前記カムシャフト（１０）が、軸方向に移動可能な４つのカムエレメント（１１、１２、１３、１４）を含み、２つのカムエレメント（１１、１４）が、１つの弁を作動させるためのカムトラックをそれぞれ２つ有し、別の２つのカムエレメント（１２、１３）が、１つの弁を作動させるためのカムトラックをそれぞれ３つ有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項７】
それぞれ３つのカムトラック（１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４）を有する前記カムエレメント（１２、１３）が、ゼロリフトのカムトラックを有することを特徴とする、請求項５または６に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項８】
制御および／または調整ユニット（３５）が、前記少なくとも２つカムエレメント（１１、１２、１３、１４）を少なくとも部分的に互いに独立して切り替えるよう設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項９】
前記制御および／または調整ユニット（３５）が、少なくとも１つの動作状態の中で、前記カムエレメント（１１、１２、１３、１４）のうちの少なくとも１つのカムエレメントの切り替え位置を変更し、少なくとも１つの別のカムエレメント（１１、１２、１３、１４）の切り替え位置を維持するよう設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項１０】
前記カムエレメント（１１、１２、１３、１４）の少なくとも１つが、少なくとも１つの動作状態の中で、１つのカムトラック（１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４）を作用させ、該カムトラックが前記カムエレメント（１１、１２、１３、１４）のうちの別の１つとは異なるバルブリフトで作動させることを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の自動車弁駆動調整装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の自動車弁駆動調整装置の駆動方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の自動車弁駆動調整装置を具備する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分による自動車弁駆動調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、軸方向に移動可能に配置された少なくとも２つのカムエレメントを含む１つのカムシャフトを備えた自動車弁駆動調整装置がすでに公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ公開特許公報第１０２００７０３７７４７Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特に可変でかつ構造が小型の自動車弁駆動調整装置を提供するという課題に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明に係る請求項１の特徴によって解決される。さらなる形態は従属請求項に記載されている。
【０００６】
本発明は、軸方向に移動可能に配置された少なくとも２つのカムエレメントを含む少なくとも１つのカムシャフトを備えた自動車弁駆動調整装置に基づく。
【０００７】
一のカムエレメントにおける弁を作動させるためのカムトラックの数と、他のカムエレメントにおける弁を作動させるためのカムトラックの数とを異ならせる。これにより、個々のカムエレメントを特に可変に、かつ複数のバルブリフトで構成することができ、このことによって自動車弁駆動調整装置を特に可変に構成することができる。ここで「カムシャフト」とは、特に、自動車内燃機関の複数の弁を作動させるために設けられているものであり、１つの弁を作動させるためにそれぞれ少なくとも１つのカムトラックを有するシャフトであると理解されるべきである。ここでは、カムシャフトがインテーク側カムシャフトとして構成されており、かつ吸気弁を作動させるために設けられていることも、カムシャフトがエグゾースト側カムシャフトとして構成されており、かつ排気弁を作動させるために設けられていることも、両方とも考えられる。「カムエレメント」とは、特に、カムシャフト上に回動不能に配置されており、弁を作動させるために、対応する弁に直接的または間接的に少なくとも１つのストロークを付与するために設けられているエレメントであると理解されるべきである。「回動不能」とは、詳細には、トルクおよび／または回転運動を変化せずに伝達する接続であると理解されるべきである。「軸方向」とは、特に、カムエレメントの主回転軸を基準にした軸方向であると理解されるべきである。ここで「軸方向に移動可能」とは、特に、カムエレメントがカムシャフト上で、カムエレメントの主回転軸に対して平行に、少なくとも２つの動作位置の間で移動可能であることだと理解されるべきである。「カムトラック」とは、特に、カムエレメントの範囲に延在するカムエレメントの範囲であると理解されるべきであり、この範囲は、弁作動のための弁作動曲線を形成し、および／または弁作動を規定する。「少なくとも２つのカムエレメント」とは、特に、自動車弁駆動調整装置が少なくとも２つのカムエレメントを含んでいることだと理解されるべきであるが、さらにまた、自動車内燃機関の気筒数に応じて、３つのカムエレメント、４つのカムエレメント、５つのカムエレメント、６つのカムエレメント、８つのカムエレメント、または当業者にとって有意と思われる他の数のカムエレメントを含むことができるという意味にも理解されるべきである。
【０００８】
さらに、軸方向に移動可能に配置されたカムエレメントが、１つのシリンダの少なくとも１つの弁のバルブリフトを調整するために、弁ごとにそれぞれ少なくとも２つのカムトラックを有することとしてもよい。これにより、自動車弁駆動調整装置を特に有利に構成することができる。ここで「バルブリフト」とは、特に、カムエレメントのカムトラックによって作動される弁の運動であると理解されるべきであり、このバルブリフトの際に、弁は、好ましくはその弁座からリフトし、これにより流路断面を解放する。「バルブリフトの調整」とは、特に、少なくとも１つの弁の作動を規定する少なくとも２つのカムトラックの間での切り替えであると理解されるべきである。
【０００９】
さらに、カムエレメントのうちの少なくとも１つが、バルブリフトを行う少なくとも１つのカムトラックと、ゼロリフトである１つのカムシャフトとを有することとしてもよい。これにより、特に有利な気筒休止機能を提供することができる。「ゼロリフト」とは、特に、ゼロリフトに対応する弁が、カムエレメントが１回転し終えるまでの間にバルブリフトが留まったままであり、つまりはこの際に弁は弁座に留まったままであり、したがって、ゼロリフトが作用している間は弁の流路断面は閉鎖されたままであると理解されるべきである。ここで、ゼロリフトであるカムトラックは、対応するカムエレメントが１回転し終えるまでの間に、好ましくは対応する弁と接触しないまま、この弁と非接触である。つまり、カムエレメントがゼロリフトで作用している間には、対応の弁は作動されないままである。
【００１０】
さらに、カムエレメントのうちの別の１つが、バルブリフトを行う少なくとも１つのカムトラックだけを有することとしてもよい。これにより、対応のカムエレメントを特に有利かつ小型に構成することができ、このことによって自動車弁駆動調整装置全体を小型構造で構成することができる。
【００１１】
さらに、少なくとも２つのカムエレメントのうちの一方が、それぞれ１つの弁を作動させるためのカムトラックを２つ有し、少なくとも２つのカムエレメントのうちの他方が、それぞれ１つの弁を作動させるためのカムトラックを３つ有してもよい。これにより、自動車弁駆動調整装置を特に可変に構成することができる。
【００１２】
さらに、カムシャフトが、軸方向に移動可能な４つのカムエレメントを有し、そのうちの２つのカムエレメントが、１つの弁を作動させるためのカムトラックをそれぞれ２つ有し、別の２つのカムエレメントが、１つの弁を作動させるためのカムトラックを３つ有してもよい。これにより、４気筒の自動車内燃機関に対して特に有利な自動車弁駆動調整装置を提供することができる。
【００１３】
さらに、それぞれ３つのカムトラックを有するカムエレメントが、ゼロリフトのカムトラックを有してもよい。これにより、気筒休止を特に良好かつ簡単に自動車弁駆動調整装置に組み込むことができる。
【００１４】
さらに、自動車弁駆動調整装置が制御および／または調整ユニットを有し、この制御および／または調整ユニットを、少なくとも２つのカムエレメントを少なくとも部分的に互いに独立に切り替えるよう設けてもよい。これにより、カムエレメントを特に有利に切り替えることができ、自動車弁駆動調整装置を特に可変に構成することができる。「制御および／または調整ユニット」とは、特に、少なくとも１つの制御機器を備えるユニットであると理解されるべきである。「制御機器」とは、特に、プロセッサユニットおよびメモリユニットを備え、さらにメモリユニットに記憶された動作プログラムを備えるユニットであると理解されるべきである。制御および／または調整ユニットは、実質的に、互いに接続された複数の制御機器を有することができ、これらの制御機器は、好ましくは、詳細にはＣＡＮバスシステムのようなバスシステムを介して相互に通信するように設けられている。「設けられている」とは、特に、特別にプログラミングされ、設計され、および／または構成されていることであると理解されるべきである。ここで「少なくとも部分的には互いに独立に切り替える」とは、特に、カムエレメントの１つの動作状態において、他のカムエレメントが切り替えられるか、あるいは切り替えられることができるかどうかに依存しないことであると理解されるべきである。ここで、カムエレメントを切り替えるのは、カムエレメントを個別にかつ互いに独立に切り替えることができる同一のアクチュエータであることができる。ここで、カムシャフトの１０回転未満の時間内における全てのカムエレメントの切り替えは、互いに個別に切り替え可能なカムエレメントとしての意味で独立しているのではなく、カムエレメントは相互依存しての切り替えとして特に理解されるべきである。
【００１５】
さらに、制御および／調整ユニットが、少なくとも１つの動作状態において、カムエレメントのうちの少なくとも１つのカムエレメントの切り替え位置を変更し、少なくとも１つの別のカムエレメントの切り替え位置を維持するよう設けられてもよい。これにより、カムエレメントは、特に有利に、他のカムエレメントから独立に切り替えることができる。ここで「カムエレメントの切り替え位置」とは、カムエレメントが切り替えの完了後に取るカムエレメントの規定された位置であると理解されるべきであり、この位置では、規定されたカムトラックが、対応する弁と作用している。「切り替え位置を変更する」とは、特に、カムエレメントが一方の切り替え位置から他方の切り替え位置へ切り替えられることであると理解されるべきである。「切り替え位置を維持する」とは、特に、カムエレメントの切り替え位置が同一のままであり、詳細には、他の切り替え位置への切り替えが行われないことであると理解されるべきである。
【００１６】
さらに、カムエレメントのうちの少なくとも１つのカムエレメントが、少なくとも１つの動作状態において、カムエレメントのうちの別のカムエレメントとは異なるバルブリフトで作動するカムトラックに作用してもよい。これにより、自動車弁駆動調整装置を特に可変に駆動することができる。
【００１７】
さらなる利点は、以下の図面の説明から得られる。図面には本発明の一実施例が示されている。図面、明細書および請求項は、多数の特徴的要件を組合せて含んでいる。当業者は、目的に応じて、これら特徴的要件を個別にも考察し、有意味な別の組合せに統合するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の自動車弁駆動調整装置の概略図である。
【図２】種々の動作領域に分割された本発明の自動車弁駆動調整装置の特性マップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明の自動車弁駆動調整装置を示す。この自動車弁駆動装置は、詳細に図示しない自動車内燃機関５１の一部である。この自動車内燃機関５１は、詳細に図示しない自動車の一部であり、詳細に図示しない４つの気筒を有する。基本的には、自動車内燃機関５１が、当業者にとって有意味と思われる他の数の気筒を有することも考えられる。自動車内燃機関５１は、各シリンダに対して、詳細に図示しない、インテーク側バルブとして構成されたそれぞれ２つの弁と、詳細に図示しない、エグゾースト側バルブとして構成された２つの弁とを有する。実質的には、自動車内燃機関５１が、各シリンダに対して、それぞれ１つのインテーク側バルブとエグゾースト側バルブとを有することも、または当業者にとって有意味と思われる他の数のインテーク側および／またはエグゾースト側バルブを有することも考えられる。自動車弁駆動装置は、インテーク側カムシャフトとして構成され、インテーク側バルブとして構成された弁を作動するために設けられたカムシャフト１０と、エグゾースト側カムシャフトとして構成され、エグゾースト側バルブとして構成された弁を作動するために設けられた、詳細に図示しないカムシャフト１０とを有する。以下では分かりやすくするため、インテーク側カムシャフトとして構成されたカムシャフト１０についてだけ説明する。エグゾースト側カムシャフトとして構成されたカムシャフト１０は、基本的に、以下に説明するインテーク側カムシャフトとして構成されたカムシャフト１０と本質的に同一に構成することができる。ここでは、インテーク側カムシャフトとして構成されたカムシャフト１０と、エグゾースト側カムシャフトとして構成されたカムシャフト１０とは、これらが作動する弁に対して、異なるストロークを付与することができ、これらのストロークは、その最大ストロークについても、またストローク経過についても、異ならせることができる。カムシャフト１０は、自動車内燃機関５１のシリンダヘッドに回転可能に支持されている。
【００２０】
カムシャフト１０は、軸方向に移動可能に配置された４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４を含む。第１のカムエレメント１１は、第１のシリンダと、対応する弁とに割り当てられている。第２のカムエレメント１２は、第２のシリンダと、対応する弁とに割り当てられている。第３のカムエレメント１３は、第３のシリンダと、対応する弁とに割り当てられている。第４のカムエレメント１４は、第４のシリンダと、対応する弁とに割り当てられている。軸方向に移動可能なカムエレメント１１、１２、１３、１４は、シリンダのそれぞれ２つの弁のバルブリフトを作動させ、調整するために設けられている。カムエレメント１１、１２、１３、１４は、詳細に図示しない形状結合部を介して、カムシャフト１０と回動不能に接続されている。カムシャフト１０の主回転軸３６に対して平行に延在する軸方向に、カムエレメント１１、１２、１３、１４が移動可能に配置されている。実質的には、カムエレメント１１、１２、１３、１４が、当業者にとって有意味と思われる別の仕方で、カムシャフト１０と接続されていることも考えられる。
【００２１】
カムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの１つのカムエレメントの弁を作動させるためのカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４の数と、カムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの別の１つのカムエレメントの弁を作動させるためのカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４の数とは、互いに異なっている。ここで、軸方向に移動可能に配置された第１のカムエレメント１１と、シリンダの弁のバルブリストを調整するための、軸方向に移動可能な第４のカムエレメント１４とは、弁ごとに、それぞれ２つのカムトラック１５、１６、１７、１８、２７、２８、２９、３０を有する。第１のカムエレメント１１と第４のカムシャフトエレメント１４とは、それぞれ、２つの第１のカムトラック１５、１７、２７、２９と２つの第２のカムトラック１６、１８、２８、３０とを有する。各第１のカムトラック１５、１７、２７、２９と各第２のカムトラック１６、１８、２８、３０は、対応するシリンダにおいてそれぞれ同じ弁に割り当てられており、異なったバルブリフトとリフト特性とを有する。第１のカムトラック１５、１７、２７、２９と第２のカムトラック１６、１８、２８、３０は、それぞれのシリンダの同じ弁にそれぞれ割り当てられており、対応するカムエレメント１１、１４上に、それぞれ隣接して配置されている。カムエレメント１１、１４の第１のカムトラック１５、１７、２７、２９は、小さなバルブリフトのために設けられている。カムエレメント１１、１４の第２のカムトラック１６、１８、２８、３０は、大きなバルブリフトのために設けられている。ここで、小さなバルブリフトのために設けられた第１のカムトラック１５、１７、２７、２９は、大きなバルブリフトのために設けられた第２のカムトラック１６、１８、２８、３０に比べて、カムシャフト１０の主回転軸３６から比較的小さな最大間隔を有する。カムエレメント１１、１４は、第１のカムトラック１５、１７、２７、２９の範囲と、第２のカムトラック１６、１８、２８、３０の範囲とで、それぞれ異なる断面を有する。
【００２２】
第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３は、割り当てられたシリンダの弁のバルブリフトを調整するために、弁ごとにそれぞれ３つのカムトラック１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４を有する。第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３は、それぞれ２つの第１のカムトラック１９、２１、２３、２５と、２つの第２のカムトラック２０、２２、２４、２６、および２つの第３のカムトラック３１、３２、３３、３４を有する。それぞれ１つの第１のカムトラック１９、２１、２３、２５、１つの第２のカムトラック２０、２２、２４、２６、および１つの第３のカムトラック３１、３２、３３、３４は、対応するシリンダにおいて同一の弁にそれぞれ割り当てられており、異なるバルブリフトとリフト特性を有する。３つのカムトラック１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４は、全て互いに隣接して配置されており、互いにそれぞれ直接当接している。各第１のカムトラック１９、２１、２３、２５は、第３のカムトラック３１、３２、３３、３４と第２のカムトラック２０、２２、２４、２６との間に配置されている。
【００２３】
第２のカムエレメント１２および第３のカムエレメント１３の第１のカムトラック１９、２１、２３、２５は、第１のカムエレメント１１および第４のカムエレメント１４の第１のカムトラック１５、１７、２７、２９と同一に構成されており、小さなバルブリフトのために設けられている。第２および第３のカムエレメント１２、１３の第２のカムトラック２０、２２、２４、２６は、第１および第４のカムエレメント１１、１４の第２のカムトラック１６、１８、２８、３０と同一に構成されており、大きなバルブリフトのために設けられている。第２のカムエレメント１２および第３のカムエレメント１３の第３のカムトラック３１、３２、３３、３４は、ゼロリフトである。つまり、第２および第３のカムエレメント１２、１３の第３のカムトラック３１、３２、３３、３４は、カムエレメント１２、１３が完全に１回転しても、弁の作動を引き起こさない。第３のカムトラック３１、３２、３３、３４は、第１のカムトラック１９、２１、２３、２５の、カムシャフト１０の主回転軸３６からの最大間隔に比べて、比較的小さな、カムシャフト１０の主回転軸３６からの最大間隔を有する。第３のカムトラック３１、３２、３３、３４は、カムエレメント１２、１３が完全に１回転するまでの間に、割り当てられた弁とは接触しない。カムエレメント１２、１３の第３のカムトラック３１、３２、３３、３４は、弁を作動させず、これにより対応するシリンダには燃料空気混合気が供給されず、したがって点火されることもない。カムエレメント１２、１３の第３のカムトラック３１、３２、３３、３４が作用している間は、対応するシリンダは休止し、駆動トルクが発生しない。実質的には、第３のカムトラック３１、３２、３３、３４が弁に接触したとしても、その弁をその弁座からはリフトしなければよい。
【００２４】
実質的には、カムエレメント１１、１２、１３、１４の別の形態も考えられる。たとえば１つのカムエレメント１１、１２、１３、１４だけが、カムシャフト１０の残りのカムエレメント１１、１２、１３、１４に比べて、異なった数のカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を有することが考えられる。しかし、実質的には、当業者にとって有意味と思われる他の数のカムエレメント１１、１２、１３、１４が、他の数のカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を有するのが好ましい。ここでは、実質的に、少なくとも１つのカムエレメント１１、１２、１３、１４が１つのカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４だけを有するか、または３つよりも多い、当業者にとって有意味と思われる数のカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を有することも考えられる。実質的に、カムエレメント１１、１２、１３、１４の少なくとも１つが、それぞれ少なくとも２つのカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を、それぞれ１つの弁を作動させるために有し、少なくとも２つの別のカムエレメント１１、１２、１３、１４が、それぞれ少なくとも３つのカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４を、それぞれ１つの弁を作動させるために有し、カムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４のうちの何れもゼロリフトを有しないことも考えられる。
【００２５】
カムエレメント１１、１２、１３、１４を調整するためには、自動車弁駆動調整装置がアクチュエータ装置３７を含み、このアクチュエータ装置は、カムシャフト１０のカムエレメントを軸方向に移動させることでバルブリフトを調整するよう設けられている。カムエレメント１１、１２、１３、１４の軸方向の移動によって、それぞれの弁に対して作用するカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４が変更される。第１のカムエレメント１１と第２のカムエレメント１２は、それぞれ第１の切り替え位置と第２の切り替え位置とを有する。第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３は、第１の切り替え位置、第２の切り替え位置、および第３の切り替え位置を有する。カムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの１つのカムエレメントにおける第１の切り替え位置では、カムエレメントのそれぞれ２つの第１のカムトラック１５、１７、１９、２１、２３、２５、２７、２９が作用することとなって、対応するシリンダの、対応する弁を作動させる。この第１の切り替え位置では、シリンダの弁は小さなバルブリフトで作動される。カムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの１つのカムエレメントにおける第２の切り替え位置では、カムエレメント１１、１２、１３、１４のそれぞれ２つの第２のカムトラック１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０が作用することとなって、対応するシリンダの対応する弁を作動させる。この第２の切り替え位置では、シリンダの弁は大きなバルブリフトで作動される。第３の切り替え位置では、第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３の、それぞれ第３のカムトラック３１、３２、３３、３４が作用する。第３のカムトラック３１、３２、３３、３４はそれぞれゼロリフトであり、それぞれの弁は作動されないままであるから、第２と第３のカムエレメント１２、１３の第３の切り替え位置では対応するシリンダは休止状態となる。
【００２６】
自動車弁駆動調整装置は、制御・調整ユニット３５を含む。この制御・調整ユニット３５は、機関制御部の一部として構成されている。基本的には、制御・調整ユニット３５が別個のユニットとして構成されていることも考えられる。制御・調整ユニット３５は、少なくとも４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４を互いに独立して切り替えるために設けられている。制御・調整ユニット３５は、カムエレメント１１、１２、１３、１４を一方の切り替え位置から他方の切り替え位置へ切り替えるために、電気信号または電子信号をアクチュエータ装置３７に送信し、そして、このアクチュエータ装置は、対応するカムエレメント１１、１２、１３、１４を一方の切り替え位置から他方の切り替え位置へ切り替える。制御・調整ユニット３５は、少なくとも１つの動作状態において、カムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの１つのカムエレメントの切り替え位置を変更しつつ、別のカムエレメントのうちの１つのカムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替え位置は維持するよう設けられている。これによって、制御・調整ユニット３５は、一方のカムエレメント１１、１２、１３、１４のバルブリフトを、小さなバルブリフトから大きなバルブリフトへ、または大きなバルブリフトから小さなバルブリフトへ、またはバルブリフトのうちの１つからゼロリフトへ切り替え、その際に、他方の切り替えられないカムエレメント１１、１２、１３、１４のバルブリフトは、これまでの小さなバルブリフト、または大きなバルブリフト、またはゼロリフトに留まったままとする。ここで、制御・調整ユニット３５が、予め定められた１つの動作状態として、１つのカムエレメント１１、１２、１３、１４だけを、または２つのカムエレメント１１、１２、１３、１４を、または３つのカムエレメント１１、１２、１３、１４を、または４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４の全てを、少なくとも本質的に同時に切り替えることも考えられる。ここで、アクチュエータ装置３７によって、好ましくはカムシャフト２回転分までの限られた時間差を設けることができる。基本的には、切り替えることのできる全てのカムエレメント１１、１２、１３、１４を同時に切り替えることも考えられる。
【００２７】
４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの少なくとも１つのカムエレメントは、少なくとも１つの動作状態において、１つのカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４が作用し、このカムトラックは、４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの別の１つのカムエレメントの、作用中のカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４とは異なる１つのバルブリフトを作動する。個々のカムエレメント１１、１２、１３、１４は、１つの動作状態において、作用しているカムトラック１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４が、対応する弁において、それぞれのバルブリフト、またはゼロリフトを動作させる。したがって、たとえば、１つの動作状態において、４つのカムエレメント１１、１４のうちの少なくとも１つのカムエレメントが第１の切り替え位置にあり、こうして小さなバルブリフトを作動する１つのカムトラック１５、１７、２７、２９が作用する一方で、４つのカムエレメント１２、１３のうちの少なくとも１つの別のカムエレメントが第３の切替位置にあり、こうしてゼロリフトを作動する第３のカムトラック３１、３２、３３、３４が作用する。
【００２８】
アクチュエータ装置３７は、４つのカムシャフトを全て切り替えるために設けられた中央アクチュエータ３８を含む。基本的には、アクチュエータ装置３７が、４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの２つのカムエレメントを切り替えるためにそれぞれ設けられた２つのアクチュエータ３８を含むことも考えられる。実質的には、アクチュエータ装置３７が、カムエレメント１１、１２、１３、１４のうちの各カムエレメントを切り替えるために別個の１つのアクチュエータを有し、このアクチュエータが、それぞれ、このアクチュエータに対応するカムエレメント１１、１２、１３、１４だけを切り替えることも考えられる。実質的には、カムエレメント１１、１２、１３、１４を切り替えるために、当業者にとって有意味と思われる、アクチュエータの別の配置および／または別の数も考えられる。ここでは、１つのカムエレメント１１、１２、１３、１４だけを切り替えるアクチュエータと、複数のカムエレメント１１、１２、１３、１４を切り替えるアクチュエータとを組み合わせることもできる。
【００２９】
図２に示した自動車弁駆動調整装置は、４つの異なる動作領域３９、４０、４１、４２を有する。図２に示された線図では、横軸５２上に自動車内燃機関５１の回転数が、縦軸５３上に自動車内燃機関５１の出力がプロットされている。実質的には、自動車弁駆動調整装置が、当業者にとって有意味と思われる他の数の動作領域３９、４０、４１、４２を有することも考えられる。各動作領域３９、４０、４１、４２は、自動車内燃機関５１の１つの出力／回転数領域に割り当てられている。自動車内燃機関５１は、規定された第１の出力４３よりも下で、かつ規定された第１の回転数４４よりも下であるときには、第１の動作領域３９となる。第１の動作領域３９は、中央休止動作領域として構成されている。自動車内燃機関５１は、規定された第１の出力４３よりも上で、かつ規定された第２の出力４５よりも下であるとき、ならびに規定された第１の回転数４４よりも上で、かつ規定された第２の回転数４６よりも下であるときには、第２の動作領域４０となる。第２の動作領域４０もまた、同様に、中央休止動作領域として構成されている。第３の動作領域４１は、規定された第２の出力４５、規定された第２の回転数４６、ならびに規定された第３の出力４７および規定された第３の回転数４８によって定められる。第４の動作領域４２は、規定された第３の出力４７、規定された第３の回転数４８、ならびに最大出力４９および最高回転数５０によって定められる。これらの出力および回転数を規定することは、対応する自動車内燃機関５１に依存して行われ、当業者にとって有意味と思われる領域内で変化する。
【００３０】
自動車弁駆動調整装置は、各動作領域３９、４０、４１、４２の中で、カムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替え位置における別の組合せを有する。中央休止動作領域として構成された第１の動作領域３９の中では、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４が、それぞれ、それらのカムエレメントの第１の切り替え位置にあり、それぞれの弁を、それぞれ小さなバルブリフトで作動させる。第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３は、第１の動作領域の中では、それぞれ第３の切替位置にあり、それぞれの弁をゼロリフトとする。
【００３１】
中央休止動作領域として構成された第２の動作領域４０の中では、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４が、それぞれ、それらのカムエレメントの第２の切り替え位置にあり、それぞれの弁を、それぞれ、大きなバルブリフトで作動させる。第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３は、第２の動作領域４０の中では第３の切り替え位置にあり、それぞれの弁をゼロリフトとする。つまり、制御・調整ユニット３５は、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４とを、第１の動作領域３９から第２の動作領域４０への移行時に、アクチュエータ装置３７によって、それぞれ、第１の切り替え位置から第２の切り替え位置へ切り替え、こうして第１と第４のシリンダの、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４によって作動される弁のバルブリフトを、小さなバルブリフトから大きなバルブリフトへ変更する。
【００３２】
第３の動作領域４１の中では、４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４の全てが同一の切り替え位置へ切り替えられる。第３の動作領域４１の中では、カムエレメント１１、１２、１３、１４が、それぞれ、それらのカムエレメントの第１の切り替え位置にあり、それぞれの弁を小さなバルブリフトで作動させる。このために、制御・調整ユニット３５は、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４とを、第２の動作領域４０から第３の動作領域４１への移行時に、アクチュエータ装置３７によって、それぞれ、第２の切り替え位置から第１の切り替え位置へ切り替え、こうして第１と第４のシリンダの、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４によって作動される弁のバルブリフトを、大きなバルブリフトから小さなバルブリフトへ変更する。さらに、制御・調整ユニット３５は、第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３とを、第２の動作領域４０から第３の動作領域４１への移行時に、アクチュエータ装置３７によって、それぞれ、第３の切り替え位置から第１の切り替え位置へ切り替え、こうして第２と第３のシリンダの、第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３によって作動される弁のバルブリフトを、ゼロリフトから小さなバルブリフトへ変更する。
【００３３】
第４の動作領域４２の中では、４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４の全てが、同一の切り替え位置へ切り替えられる。第４の動作領域４２の中では、４つのカムエレメント１１、１２、１３、１４の全てが、それぞれ、それらのカムエレメントの第２の切り替え位置へ切り替えられ、それぞれの弁を、大きなバルブリフトで作動させる。そのために、制御・調整ユニット３５は、第１のカムエレメント１１、第２のカムエレメント１２、第３のカムエレメント１３および第４のカムエレメント１４を、第３の動作領域４１から第４の動作領域への移行時に、アクチュエータ装置３７によって、それぞれ、第１の切り替え位置から第２の切り替え位置へ切り替え、こうして第１、第２、第３および第４のシリンダの、第１のカムエレメント１１、第２のカムエレメント１２、第３のカムエレメント１３および第４のカムエレメント１４によって作動される弁のバルブリフトを、小さなバルブリフトから大きなバルブリフトへ変更する。
【００３４】
実質的には、たとえば対応するカムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替えを一時的にスキップし、たとえば対応する次の動作領域、または次のまた次の動作領域３９、４０、４１、４２への移行時に、初めて切り替えを実行するようにして、個々の動作領域３９、４０、４１、４２をスキップすることも、同様に考えられる。ここでは、制御・調整ユニット３５が、個々の動作領域３９、４０、４１、４２、４３を、または対応するカムエレメント１１、１２、１３、１４の、個々の動作領域への切り替えを、たとえば負荷トルク等の機関パラメータに基づいてスキップすることが考えられる。
【００３５】
実質的には、さまざまな動作領域３９、４０、４１、４２の中にあるカムエレメント１１、１２、１３、１４を、当業者にとって有意味と思われる別の何れかの手法で切り替えることも、当然ながら考えられる。たとえば、第３の動作領域４１の中で、第１のカムエレメント１１と第４のカムエレメント１４が第１の切り替え位置へ切り替えられ、第２のカムエレメント１２と第３のカムエレメント１３が、それらのカムエレメントの第２の切り替え位置へ切り替えられることが考えられる。
【００３６】
アクチュエータ装置３７は、カムエレメント１１、１２、１３、１４の所定の切り替えシーケンスを規定する機械的符号化部を有する。アクチュエータ装置３７の機械的符号化部によって、カムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替えシーケンスが予め設定され、個々のカムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替えは、確定されたパターンで常に行われる。さまざまな動作領域３９、４０、４１、４２の中での個々のカムエレメント１１、１２、１３、１４の個々の切り替え位置は、機械的符号化部によって設定されている。カムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替え位置に対して、その次の動作領域３９、４０、４１、４２の中では、常に同一の切り替え位置が続く。１つの動作領域３９、４０、４１、４２から隣接する動作領域３９、４０、４１、４２への切り替えの際には、制御・調整ユニット３５が、アクチュエータ装置３７を切り替えるために１つの信号だけを出力し、カムエレメント１１、１２、１３、１４の具体的な切り替えは、機械的符号化部によってあらかじめ規定されている。これにより、カムエレメント１１、１２、１３、１４の誤った切り替え、または切り替えの欠落は、阻止される。カムエレメント１１、１２、１３、１４の規定された切り替え位置は、常に存在する。
【００３７】
アクチュエータ装置３７は、カムエレメント１１、１２、１３、１４を、自動車内燃機関５１の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて切り替えるよう設けられている。制御・調整ユニット３５は、それぞれ２つの動作領域３９、４０、４１、４２を互いに分離する、自動車内燃機関５１の規定された回転数４４、４６、４８、または規定された出力４３、４５、４７を上回る際には、アクチュエータ装置３７によって、対応するカムエレメント１１、１２、１３、１４を切り替えるために１つの信号を出力する。
【００３８】
上に述べた説明は、４つの気筒を有する自動車内燃機関５１のための自動車弁駆動調整装置の形態だけに関連する。たとえば２気筒、３気筒、６気筒または８気筒のような別の数の気筒を有する自動車内燃機関５１のための自動車弁駆動調整装置の形態も、本質的には同一である。気筒の数が異なれば、軸方向に移動可能なカムエレメント１１、１２、１３、１４の数も、その気筒の数に合わせて調整され、これによって、さまざまなカムエレメント１１、１２、１３、１４の切り替え位置の組合せの数も調整される。多数の気筒または少数の気筒を有する自動車内燃機関５１のための自動車弁駆動調整装置に関しても、上記の実施例で説明したように、カムエレメント１１、１２、１３、１４が個別にまたはグループとして切り替えられ、この切り替えは、上記の説明のように、カムエレメント１１、１２、１３、１４の数に合わせて調整することができる。アクチュエータ装置３７の形態と、アクチュエータ３８の数および／または配置は、当業者にとって有意味と思われる手法で行うことができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  カムシャフト
１１  カムエレメント
１２  カムエレメント
１３  カムエレメント
１４  カムエレメント
１５  カムトラック
１６  カムトラック
１７  カムトラック
１８  カムトラック
１９  カムトラック
２０  カムトラック
２１  カムトラック
２２  カムトラック
２３  カムトラック
２４  カムトラック
２５  カムトラック
２６  カムトラック
２７  カムトラック
２８  カムトラック
２９  カムトラック
３０  カムトラック
３１  カムトラック
３２  カムトラック
３３  カムトラック
３４  カムトラック
３５  制御・調整ユニット
３６  主回転軸
３７  アクチュエータ装置
３８  アクチュエータ
３９  動作領域
４０  動作領域
４１  動作領域
４２  動作領域
４３  第１の出力
４４  第１の回転数
４５  第２の出力
４６  第２の回転数
４７  第３の出力
４８  第３の回転数
４９  最大出力
５０  最高回転数
５１  自動車内燃機関
５２  横軸
５３  縦軸
【図１】
2015507140.tif 000003
【図２】
2015507140.tif 000004
【国際調査報告】
2015507140.tif 000005
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2015507140.tif 000008
2015507140.tif 000009
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