De nokkenasfaseregelaar is een onderdeel van het variabele kleptimingsysteem (VVT)

De Nokkenas-faseregelaar is een onderdeel van het Variable Valve Timing-systeem (VVT) gebruikt om het vullen van de cilinders met werkmengsel te optimaliseren. Door het sluitmoment van de inlaatkleppen te verschuiven, wordt een betere afvoer en vacuümgeneratie mogelijk bij lage motortoerentallen, terwijl het koppel en het vermogen bij hoge motortoerentallen worden verbeterd. Dit wordt bereikt door via de injectiecomputer de openingstijd van de inlaatnokkenas aan te passen aan de huidige belastingsomstandigheden van de motor.

Het VVT-systeem maakt gebruik van een elektrische machine , vooral borstelloze gelijkstroom-elektromotoren of synchrone motoren met permanente magneet, als actuator voor de inlaatnokkenas. De elektrische machine wordt aangedreven door een nokkenastrekkerwiel en via een spanningsgolfoverbrenging verbonden met zowel de nokkenas- als de krukastandwielen. In stabiele toestand draait de elektrische machine met de helft van het motortoerental. Tijdens de faseringsgebeurtenis wordt de elektrische machine bestuurd om kort te versnellen of te vertragen ten opzichte van het nokkenastandwiel om de nokkenas ten opzichte van het krukastandwiel te verschuiven.

Voor dit doel wordt een sensorfusiebenadering gebruikt waarbij een Hall-sensor wordt gebruikt en de nokkenaspositiesensor worden tegelijkertijd gedetecteerd met een geïntegreerde regeleenheid. Hierdoor is een optimale synchronisatie tussen nokkenas en krukas mogelijk. De sensorfusie verbetert ook de slechte fasehoekresolutie van het nokkenastriggerwiel en de Hall-sensorcombinatie, vooral bij lage motortoerentallen.

Een vergelijking van de faseringsduur gerelateerd aan de controledoelbandbreedte van -2degCA met en zonder communicatievertraging blijkt dat de sensorfusie de overschrijding en het energieverbruik aanzienlijk vermindert. Met een triggerwiel met zes tanden wordt de duur tot 204 ms verkort, terwijl deze met een triggerwiel met drie tanden toeneemt tot slechts 107 ms.

Dit komt mede door het feit dat de elektronische regeleenheid (ECU) een signaal naar de elektromotorcontroller stuurt dat komt overeen met de gewenste fasehoek van de nokkenas, die hij vervolgens kan bepalen en vergelijken met de werkelijke fasehoek van de nokkenas. Op deze manier kan de ECU ook mogelijke verkeerde uitlijningen van de nokkenas en krukas tijdens een faseringsgebeurtenis compenseren.

Een andere factor is de lagere mechanische energie vraag naar sensorfusie vergeleken met de conventionele methode met een drietandig triggerwiel. De reden hiervoor is het lagere snelheidsverschil tussen de nokkenas en de krukas tijdens de fasering. Het gevolg van het lagere snelheidsverschil is dat er een kortere recuperatieperiode is van de elektromotor met de sensorfusie vergeleken met de conventionele aanpak.

Bovendien met de sensorfusie Met deze methode wordt ook het elektrische vermogen dat nodig is voor de besturing en aandrijving van de nokkenasfaseregelaar aanzienlijk verminderd. Dit komt voornamelijk doordat de communicatievertraging met de conventionele nokkenasfaseregelaar wordt geëlimineerd.