[发明专利]用于内燃机凸轮轴的调节系统

说明书

技术领域

具有紧急运行功能的用于内燃机的凸轮轴的调节系统，其包含叠加变速器，该叠加变速器包含：被内燃机的曲轴驱动的驱动元件；驱动内燃机的凸轮轴的从动元件；以及调节元件，通过所述调节元件借助于一个装置能够促成在驱动元件和从动元件之间的相对转动，所述装置用于将对于正常运行可变的制动力矩施加到调节元件上，其中，在所述装置和/或其控制失效时通过调节元件的制动或固定(Festsetzen)能够达到和保持凸轮轴的紧急运行位置。

背景技术

这种类型的调节系统在DE 10220687A1中描述了。在这种调节系统中使用伺服电机，其定子或者与气缸头(在该气缸头中支承凸轮轴)固定连接和并且转子作用在叠加变速器的驱动元件上，或者其定子与驱动元件固定连接，其中转子同样作用到叠加变速器的调节元件上。这种伺服电机构成为永磁伺服电机或构成为他励的直流电机。在伺服电机构成为永磁伺服电机的情况下，其定子与内燃机的气缸头不能相对旋转地连接，转子必须被如此控制，使得当被内燃机的曲轴驱动的驱动元件相对于驱动凸轮轴的从动元件的预定相位业已达到一个预定的值时，转子在稳定运行时与驱动元件以相同的转速旋转。为了将凸轮轴调节到“早”或“晚”，转子暂时地比驱动元件较慢或较快地旋转，直至达到期望的相位。

这样的构成为永磁电机的伺服电机根据DE 10220687A1具有一个自保持力矩，其从一个中间位置出发在两个旋转方向上上升到直至最大值并且而后重新下降。自保持力矩是最大的转矩，利用该转矩可以对未被激励的伺服电机稳定加载，而不会引起不均匀的旋转，而是导致连续的旋转。这种自保持力矩可以足以在紧急运行位置导致调节元件的移位，当伺服电机的电压供给和/或其控制失效时。如果该自保持力矩不足以固定调节元件，那么必须附加地通过固定在气缸头上的、机械或电方式作用的制动器施加一个极限的制动力矩。在定子与驱动元件一起旋转时这种固定在气缸头上的机械或电方式作用的制动器甚至是强制必需的。

这种类型的构成为永磁电机或构成为他励直流电机的伺服电机是复杂的并且需要麻烦的控制。由于附加需要的固定在气缸头上的机械或电方式作用的制动器，使得这种构造更加繁琐。

此外由DE10355560A1已知一种用于凸轮轴的调节装置，其具有一个被内燃机的曲轴驱动的驱动元件、一个驱动凸轮轴的从动元件和一个调节元件，该调节元件被一个制动器加载制动力。通过改变调节元件上的制动力矩，能够达到在驱动元件和从动元件之间的相对转动。在此调节装置的这种构造形式允许在驱动元件和从动元件之间的任意的相位角。这种制动器设计成无接触工作的电磁的制动器。优选使用滞后制动器，其制动力矩是与转速无关的。

其它的用于内燃机的凸轮轴的调节装置由DE 102004043548A1、DE102004033522A1和DE 102006011806A1已知。根据DE 102006011806A1的调节装置具有一个制动系统及一个与内燃机凸轮轴在从动端连接的且与内燃机曲轴在驱动端连接的叠加变速器，其中用于调节凸轮轴的叠加变速器将驱动端的一部分能量输出到制动系统中。根据该已知的调节装置的一个其它特征，制动系统构成为摩擦锁合的制动系统，其中所需要的制动力经由处于持久打滑的摩擦片形成。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于提供一种具有紧急运行功能的用于内燃机凸轮轴的调节系统，其能够简单地构成和轻易地控制。

上述目的在开头所述类型的调节系统中如此实现：其包含叠加变速器该叠加变速器包含：被内燃机的曲轴驱动的驱动元件；驱动内燃机的凸轮轴的从动元件；以及调节元件，通过所述调节元件借助于一个装置能够促成在驱动元件和从动元件之间的相对转动，所述装置用于将对于正常运行可变的制动力矩施加到调节元件上，其中，在所述装置和/或其控制失效时通过调节元件的制动或固定能够达到和保持凸轮轴的紧急运行位置，所述装置的摩擦片支架可轴向移动地且不能相对旋转地设置在带有所述调节元件的轴上，用于正常运行的制动力矩能够借助于电磁铁改变，所述电磁铁克服弹簧的力地且无接触地作用在摩擦片支架上，所述电磁铁是固定的且能够被供给不同的电压，并且在电磁铁的电压供给和/或其控制失效时通过所述弹簧的力能够使得摩擦片支架被压向固定的对应摩擦面并且由此能够调节到紧急运行位置。

因此在根据本发明的调节系统中不需要任何伺服马达，因为摩擦片支架(其以不能相对旋转然而可轴向移动的方式与调节元件连接)在电磁铁的电压供给和/或其控制失效时被压向固定的对应摩擦面并且由此调节到紧急运行位置。