专利名称：用于调节活塞式内燃机的凸轮轴相对于曲轴的转角位置的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节汽车中的活塞式内燃机的凸轮轴相对于曲轴的转角位置的装置，其中该装置具有构成为三轴变速器的变速装置，该三轴变速器包括固定至曲轴的驱动轴、固定至凸轮轴的从动轴以及调节轴，该调节轴与可借助控制设备定位的电动机保持驱动连接，其中内燃机的点火器通过点火开关可与汽车的电池相连，并且其中汽车还含有至少一个可被汽车使用者调整的设备。
背景技术：
一种这样的装置在实践中已被广为人知。通过它能使凸轮轴与被凸轮轴驱动的曲轴之间的相位在内燃机运转时得以调整。与被持续相位驱动的内燃机相比，通过对相位的校准可以让内燃机的气缸内更好地充气，从而节省燃料并随之减少有害物质的排放以及/或者增加内燃机的引出线。点火钥匙起动点火开关点燃内燃机的同时，控制设备也被打开。在点火之后将首先起动一个连接在控制设备内部的微型控制设备，从而起动各种检测程序，同时位于控制设备临时半导体存储器内的存储位置得到起始值。此外，电动机的转子被定位到与定子关联的已知位置中。从打开控制设备到运转开始之间的持续时间大概是50至150微秒。汽车司机会觉得这个时间对他有所打扰，因为点火之后不能让内燃机马上起动，而是首先等待，直到自引过程完毕之后。虽然内燃机在这个时间段过后就可以运转，但它还有其它缺点，即伴随起动过程会增加内燃机废气流中产生的有毒物质带来的负担。
发明内容
因此产生这样一个任务，公开开始所述类型的装置，其可以以较少的有害物质排放快速起动内燃机。
该任务可以通过以下方式得到解决，让装置拥有带有至少一个传感器的监测电路，用来检测至少一个设备的状态变化，在控制设备断开时，监测电路与控制设备连接，使得后者在检测到状态变化时接通。
以具有优点的方式这样实现该目的，即，在司机操作汽车点火开关之前就已经接通控制设备，这样就能让凸轮轴调整装置在点火开关被操作的同时准备完毕，从而让内燃机能够马上被起动。
在本发明的一个优选实施例中，监测电路含有计时器和用于内燃机运行状态信号的输入端，该计时器用来测量自从检测到可由使用者调整的设备的最近状态变化以来的持续时间，其中这样构造监测电路，使得在控制设备接通的情况，如果内燃机被断开并且持续时间超过给定值，则切断到控制设备的电流输送。在使用者要对设备进行一次操作而不在之后的预定持续时间内起动内燃机的情况，控制设备将再次被断开，从而让汽车电池得以保护。
在本发明的另一个优选实施例中设置了用于监测汽车的操作元件的位置的传感器。这样选择操作元件，使其一般只由司机操作，比如刹车踏板、油门踏板、离合踏板、手制动器、变速器换档手柄，方向盘以及/或者司机座椅调节器。
根据本发明另一具有优点的实施例，设置了用于检测汽车车厢位置变化的传感器。它可以例如是车轮转速传感器，并在某些情况下也可以用于汽车的防抱死系统、防打滑调节和/或行驶状态的电子稳定(ESP，DSC)。该传感器也可以是运动传感器，用来检测汽车车厢的位置，或者检测与其相连的部件相对于与其铰接的可活动的底盘部件(车盘转向器，推杆，转向横拉杆等等)的位置。运动传感器同样可以用于盗车预警设备和/或减少汽车摆动的设备。
传感器也可以用来检测汽车司机座椅的占用。这种传感器可以例如是置入汽车座椅衬里或者衬外的、能感触压力的传感垫，它通过司机的重量得以操作。传感器也可以是光学传感器，例如照相机，它与用于识别司机的图像处理设备相连。汽车具有这种座椅占用传感器已经不是什么新闻，它们和副驾驶气囊设置在一起，原则上它只被建立于副驾驶位，在发生事故时，只有在检测到副驾驶位有人时，副驾驶气囊才得以释放。
在本发明的另一优选实施例的中，设置有用于监测汽车通讯设备运行状态的传感器。该传感器例如用于检测汽车内部电话机的电话卡。还有一种可能，即传感器能识别移动电话与汽车内部麦克风的连接，这种连接也能通过无线电建立，例如通过蓝牙接口。
根据本发明的一种构造，设置有用于检测汽车锁紧设备或/和汽车盗窃监测设备运行状态以及/或者运行状态变化的传感器。在这里，该传感器可以例如是中央锁紧元件中的一个元件，优选的是用于检测由司机操作的电子钥匙(无线遥控器，“无钥匙行动器”，等等)的无线接收器。传感器也可以是位于汽车方向盘锁内的锁触装置，它能在司机用起动钥匙点火以前也就是起动内燃机以前就已识别出起动钥匙。由传感器检测的运行状态变化也可以包括汽车内部盗窃预警设备的关闭。
借助附图将对本发明进一步进行阐述。这唯一的附图展示的是设置在活塞式内燃机内的凸轮轴调整装置的示意图。
具体实施例方式
设置在汽车内部的调整装置含有变速装置3，调整装置用来调整活塞式内燃机的凸轮轴1相对于曲轴2的转角或相位，作为三轴变速器的变速装置中含有与曲轴固定的驱动轴，与凸轮轴固定的从动轴以及与电动机4的转子保持驱动连接的调节轴。
为了确定曲轴2的转角位置，调整装置含有电感式检测器5，它能够将设置在曲轴2的、由导磁材料制成的齿环6的齿面进行记录。齿环6的一个齿槽或齿与其它的齿槽与齿相比有较大的宽度并以此作为参考标记。当参考标记经过传感器5的时候，将曲轴转角的测量值置为起始值。在这之后，在每次检测到齿面时跟踪测量值，直至重新经过传感器5上的参考标记。借助控制设备7跟踪曲轴角度测量值，在控制设备的操作程序中，每次检测到齿面就释放中断。
提供EC马达作为电动机4，它拥有转子，在转子周围交替设置一系列彼此反向磁化的磁性元件，磁性元件以众所周知的方法通过气隙与定子的齿磁性共同影响。齿被线圈所缠绕，通过控制设备7向线圈输导电流。
磁性元件相对于定子的位置以及相应的调整轴转角借助测量装置被检测，该测量装置在定子上含有多个磁场传感器8，它们这样彼此偏移地设置在定子的切线方向上，使得伴随转子的转动将产生数字传感信号，该信号随着传感器信号的状态发生变化。每当传感器信号状态发生变化时，控制设备7中释放出中断，伴随这一中断可以追踪到位置测量值。
从转子位置以及曲轴转角的测量值中，借助已知的三轴变速器的标准变速器速比，确定相位的值。借助触发设备9，产生与凸轮轴同步的触发信号，该信号确定在控制设备7中释放出周期性中断的时间点，伴随着中断可以从转子位置测量值与曲轴转角测量值中确定相位。将该相位在控制设备7中与额定值进行比较，并且当发生偏差的时候，转子的位置将通过控制设备7发生改变，以此来减小偏差。
内燃机的点火器的接通由司机借助设置在仪表盘上的点火开关10进行，例入借助点火钥匙来操作。从图中可以看出，控制设备7与汽车的电池12通过监测电路11相连。监测电路11含有第一输入端14，它与用来检测刹车踏板状态变化的传感器15相连。监测电路11的第二输入端13与点火开关10连接在一起。传感器15例如可以是电子开关，它与刹车踏板直接操作连接，或者通过中间的液压传导而操作连接。
此外，汽车还拥有在图中没有进一步所表示的起动开关，该起动开关用于电子操作内燃机的起动装置。为起动开关设置有锁紧设备，当刹车踏板未被踩下的时候，该锁紧设备阻止起动装置被操作。为了起动内燃机，司机必须首先踩下刹车踏板，然后在刹车踏板被踩下的状态中操作起动开关。
监测电路11构造为唤醒开关，它能在控制设备7被断开的状态下对刹车踏板的状态进行监测，并且在识别出状态改变时接通控制设备7。对此，监测电路11给第一输入端14对应的唤醒信号。依赖于该唤醒信号，接通半导体开关或继电器，它(半导体开关或继电器)被设置于连接控制设备7与电池12的供电线路中。在刹车踏板被操作的时候控制设备7是已经接通的。紧接着控制设备7将被起动，系统得以被检测，与此同时，用于检查控制设备功能的各种测试程序得以被实施，并且装置一开始运转的起始值也被保存到半导体存储器中。当进行系统检测时没有遇到错误时，电动机的转子将被定位于预定的输出位置中，随后内燃机将被起动。控制设备起动所需的持续时间被这样测定，使得其小于在普通情况下、司机操作刹车踏板与操作起动装置起动开关之间的平均持续时间。由于控制设备在司机操作起动开关之前起动，所以该起动不会被司机注意到。为了减少起动时间，适用的办法是，将用于内部系统检查的次数及花费以及需初始变量的数目保持得尽可能少。起始值在接通控制设备7后不能马上从EEprom中读出，而是将预定的标准值作为起始值而应用。EEprom在运转开始一秒后才能被读出。
监测电路11拥有在图中没有进一步表示的计时器，该计时器用来测量自从检测到刹车踏板最近的状态变化依赖所经过的持续时间。当司机在这个持续时间内没有接通点火器时，对控制设备7的电流输入将再次切断。当点火器被接通期间，控制设备是始终起接通的。
附图标记1凸轮轴2曲轴3调整变速器4电动机5检测器6齿环7控制设备8磁场传感器9触发设备10点火开关11监测电路12电池13第二输入端14第一输入端15传感器
权利要求
1.用于在汽车中调节活塞式内燃机的凸轮轴(1)相对于曲轴(2)的转角位置的装置，其中该装置具有构成为三轴变速器的变速装置(3)，该三轴变速器包括固定至曲轴的驱动轴、固定至凸轮轴的从动轴以及调节轴，该调节轴与可借助电子控制设备定位的电动机保持驱动连接，其中内燃机的点火器通过点火开关与汽车的电池相连，并且其中汽车还含有可被汽车的使用者调整的至少一个设备，其特征在于，该装置具有带有至少一个传感器(15)的监测电路(11)，用于检测所述至少一个设备的状态变化，并且在所述控制设备断开的情况，监测电路(11)与控制设备连接，使得后者在检测到状态变化时接通。
2.按照权利要求1所述的装置，其中，监测电路(11)具有计时器和用于内燃机运行状态信号的输入端，该计时器用来测量自从检测到可由使用者调整的设备的最近状态变化以来经过的持续时间，并且其中这样构造监测电路(11)，使得在控制设备接通的情况，如果内燃机被断开并且所述持续时间超过给定值，则切断到控制设备的电流输送。
3.按照权利要求1或2所述的装置，其中，构造传感器(15)用于监测汽车操作元件的位置。
4.按照权利要求1至3之一所述的装置，其中，构造传感器(15)用于检测汽车车厢的位置变化。
5.按照权利要求1至4之一所述的装置，其中，构造传感器(15)用于监测汽车司机座椅的占用。
6.按照权利要求1至5之一所述的装置，其中，构造传感器(15)用于监测汽车通讯设备的运行状态。
7.按照权利要求1至6之一所述的装置，其中，构造传感器(15)用于监测汽车的锁紧设备和/或盗窃监视设备的运行状态和/或运行状态变化。
全文摘要
一种用于调节汽车中的活塞式内燃机的凸轮轴相对于曲轴的转角位置的装置，其具有构成为三轴变速器的变速装置，该三轴变速器包括固定至曲轴的驱动轴、固定至凸轮轴的从动轴以及调节轴，该调节轴与可借助电子控制设备定位的电动机保持驱动连接。内燃机的点火器通过点火开关与汽车的电池相连。此外，汽车还含有至少一个可被汽车使用者调整的设备。该装置具有带有至少一个传感器的监测电路，用于检测至少一个设备的状态变化。在控制设备断开的时候，监测电路与控制设备连接，使得后者在检测到状态变化时接通。
文档编号F01L1/352GK101052785SQ200580032506
公开日2007年10月10日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月24日
发明者霍尔格·施托克, 海科·德尔, 明·纳姆·阮 申请人:谢夫勒两合公司