toggle
2026-01-09

(BMWの蘊)Double eVANOS

#BMW #B58TU3 #DOUBLEEVANOS #可変バルタイ

B58TU3エンジンに採用・搭載されているダブルeVANOSについて理解を深めるために資料に目を通しましたが、、、

ダブルeVANOS

おなじみの可変カムシャフトタイミング制御システム(VANOS=Variable Nockenwellen Steurung)がさらに進化し、ダブルeVANOSシステムが誕生しました。カムシャフトは、電気ソレノイドバルブと油圧アジャスターの組み合わせではなく、E-VANOSサーボモーターとE-VANOS可変比トランスミッションによって電気的・機械的に直接調整されます。これにより、カムシャフト調整が油圧から完全に切り離され、結果としてエンジン回転数からの影響も排除されます。

電気油圧式調整(VANOS)とは対照的に、電気機械式バージョン(ダブルeVANOS)はより高速な調整速度と高い調整精度を実現します。

例:

これにより、特に負荷が急変した場合の応答特性が大幅に改善される。例えば、惰行オーバーラン状態から全負荷運転へ急激に移行するケースが該当する。つまり、始動シーケンス中に排気ガスを低減できる。この段階では油圧が依然として低いが、バルブタイミングを油圧に依存せず可変的かつ精密に設定できるためである。

ダブルeVANOSは性能・排出ガス・燃費だけでなく快適性においても利点を提供します:

圧縮比または圧縮圧力が低い位置にカムシャフトを調整することで、エンジン始動・停止を滑らかで振動の少ない状態で行います。

ダブルeVANOSの拡張作動範囲:

設計と機能:

E-VANOSシステムは以下の構成要素から成る:

  • E-VANOSギア(吸気側)およびE-VANOSギア(排気側)
  • 各E-VANOSギアに搭載されたE-VANOSサーボモーター
  • E-VANOSパワーエレクトロニクス
  • デジタルモーターエレクトロニクス(DME)

E-VANOSパワーエレクトロニクスはDMEから以下の情報を受信します:

  • クランクシャフト位置(クランクシャフトセンサー経由)
  • 吸気カムシャフトセンサーおよび排気カムシャフトセンサー経由のカムシャフトの現在位置
  • 制御戦略に基づく2つのカムシャフトの要求される目標位置

対象カムシャフトの位置を正確に検出するため、E-VANOSパワーエレクトロニクスは3つのホール効果センサーからの信号も読み取る。これらのホール効果センサーはE-VANOSサーボモーターに内蔵されており、両方のカムシャフトで同一設計となっている。カムシャフトの必要に応じた進角または遅角は、VANOSサーボモーターの作動に適切なデューティサイクルを用いてE-VANOSパワーエレクトロニクスによって行われる。各センサー信号の有効性は、デジタルモーターエレクトロニクス(DME)内の診断機能またはE-VANOSパワーエレクトロニクス内の診断機能によって常時監視される。

E-VANOS可変比トランスミッション:

ダブルeVANOSでは、カムシャフトは高可変比伝達機構によって調整される。「ハーモニックドライブ®」ブランドの波形歯車(コルゲートギア)が使用される

該当する可変比トランスミッションは、対象カムシャフトを(エンジン駆動の)基本回転に対して独立かつ相対的に回転させる。つまり、カムシャフトの進角または遅角を行う。可変比トランスミッションによる調整は、該当するE-VANOSサーボモーターがカムシャフトよりも高速または低速で回転している場合にのみ発生します。これが可変比トランスミッションの名称の由来です。カムシャフトの回転(エンジン回転数の半分)に追加の回転(カムシャフト調整)が重畳されます。E-VANOSサーボモーターとカムシャフトが同速度で回転している場合、調整は行われません。

ダブルeVANOSにおける波形歯車の特筆すべき利点:

  • 極めて高い減速比(74または73倍)を極小スペースで実現
  • 位置決め・繰り返し精度の高さ
  • 高トルク伝達能力
  • 高いねじり剛性

高減速比の効果は、減速比74の吸気カムシャフトを例に説明できる:

エンジン回転数1200rpm時、カムシャフトは600rpmで回転し、10秒間に100回転する。E-VANOSサーボモーターが同時間に102回転(2回転多く)を完了する場合、カムシャフトはスプロケットに対して9.7°シフトする(9.7° × 74 ≈ 718°、約2回転に相当)。

 

関連記事