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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Ventiltaktungssteuerungseinrichtung.
Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf eine Ventiltaktungssteuerungseinrichtung,
die ein Rotationselement der Antriebsseite, das sich synchron relativ
zu einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dreht, ein Rotationselement
der angetriebenen Seite, das koaxial zu dem Rotationselement der
Antriebsseite positioniert ist und relativ zu dem Rotationselement
der Antriebsseite drehbar ist, wobei das Rotationselement der angetriebenen
Seite sich synchron relativ zu einer Nockenwelle zum Öffnen und
Schließen
von Ventilen des Verbrennungsmotors dreht, eine Kammer nacheilenden
Winkels, die durch das Rotationselement der Antriebsseite und das
Rotationselement der angetriebenen Seite gebildet wird und eine
Relativrotationsphase des Rotationselements der Antriebseite relativ
zu dem Rotationselement der angetriebenen Seite in einer Richtung
nacheilenden Winkels verschiebt, eine Kammer vorauseilenden Winkels,
welche die Relativrotationsphase in einer Richtung vorauseilenden
Winkels verschiebt, und ein erstes Schaltventil, das den Zufuhrzustand
und den Abgabezustand eines Arbeitsfluids zwischen der Kammer vorauseilenden
Winkels, der Kammer nacheilenden Winkels und einem Arbeitsfluidbehälter, der
in einem unteren Bereich des Verbrennungsmotors vorgesehen ist,
steuert, enthält.
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Hintergrund
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Eine
Ventiltaktungssteuerungseinrichtung arbeitet synchron zu einer Kurbelwelle
und einer Nockenwelle eines Motors, der ein Verbrennungsmotor ist.
Eine Relativrotationsphase der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
kann durch die Kontrolle der Relativrotationsposition zwischen einer
Kammer vorauseilenden Winkels und einer Kammer nacheilenden Winkels,
die zwischen dem Rotationselement der angetriebenen Seite und dem
Rotationselement der Antriebsseite jeweils vorgesehen sind, verschoben
oder eingestellt werden. Dann kann ein bevorzugter Betriebszustand
erreicht werden, indem die Relativrotationsphase in Abhängigkeit
von einem Betriebszustand des Motors passend eingestellt wird.
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Eine
Hydraulikpumpe führt
ein Arbeitsfluid an Fluiddruckkammern der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
zu und davon ab, und wird durch die Kurbelwelle des Motors betrieben.
Während
der Motor angetrieben wird, wird somit das Arbeitsfluid in die Fluiddruckkammern
durch die Hydraulikpumpe zugeführt.
Somit wird die Kontrolle der Relativrotationsposition gleichmäßig durchgeführt.
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Andererseits
wird, während
der Motor gestoppt ist, die Hydraulikpumpe nicht betrieben, und somit
strömt
das Arbeitsfluid aus den Fluiddruckkammern durch sein Eigengewicht
aus.
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Daher
ist das Arbeitsfluid in einer Ölwanne gespeichert
und die Temperatur des Öls
ist beim Starten des Motors niedrig. In diesem Zustand ist die Viskosität des Arbeitsfluids
hoch und der Widerstand des Strömungsdurchlasses
ist groß.
Folglich ist es zeitraubend, das Arbeitsfluid an die Fluiddruckkammern über einen Öldurchlass
eines Öldruckkreises zuzuführen. Aus
diesem Grund ist es schwierig, gleichmäßig die Relativrotationsposition
des Rotationselements der angetriebenen Seite relativ zu dem Rotationselement
der Antriebsseite zu kontrollieren und geeignet die Öffnungs-
und Schließtaktung
eines Einlassventils unmittelbar nach dem Start des Motors zu kontrollieren.
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In
der JP 2003-278566A ist eine Technologie, die danach strebt, die
Ventiltaktungssteuerungseinrichtung geeignet beim Start des Motors
zu steuern, offenbart. Eine Konfiguration, die das Arbeitsfluid während des
Anhaltens des Motors zuführt,
um zu verhindern, dass das Arbeitsfluid aus den Fluiddruckkammern
der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung ausströmt, während der Motor temporär gestoppt
ist, ist beschrieben. Dies ermöglicht,
dass die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung geeignet die Öffnungs- und
Schließtaktung
des Einlassventils beim Start des Motors steuert.
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Gemäß der JP
2003-278566A wird zusätzlich
zu der Hydraulikpumpe eine Zusatzpumpe benötigt, um das Arbeitsfluid während des
Stoppens des Motors zuzuführen.
Folglich wird die Konfiguration der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
kompliziert und das Gewicht des Fahrzeugs ist erhöht.
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Bis
eine bestimmte Zeit abgelaufen ist, seit der Motor gestartet ist,
ist die Viskosität
des Arbeitsfluids hoch und es ist nicht möglich, das Arbeitsfluid an
ein gewünschtes
Gebiet rasch zuzuführen.
Um die Viskosität
des Arbeitsfluids zu senken, ist es erforderlich, die Temperatur
anzuheben, was jedoch eine bestimmte Zeit benötigt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde getätigt
im Hinblick auf die oben stehenden Umstände und sieht eine Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
vor, die das Arbeitsfluid hoher Viskosität in einer kurzen Zeit zuführen kann
und die Öffnungs-
und Schließtaktungssteuerung
der Ventile mit einer geeigneten Taktung bei einer einfachen Konfiguration
durchführen kann.
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Darstellung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
ein Rotationselement der Antriebsseite, das sich synchron mit einer
Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dreht, ein Rotationselement
der angetriebenen Seite, das koaxial zu dem Rotationselement der Antriebsseite
angeordnet ist und relativ zu dem Rotationselement der Antriebsseite
drehbar ist, wobei das Rotationselement der angetriebenen Seite
sich zusammen mit einer Nockenwelle zum Öffnen und Schließen von
Ventilen für
den Verbrennungsmotor dreht, eine Kammer nacheilenden Winkels, die
durch das Rotationselement der Antriebsseite und das Rotationselement
der angetriebenen Seite gebildet wird und eine Relativrotationsphase
des Rotationselements der angetriebenen Seite relativ zu dem Rotationselement
der Antriebsseite in einer Richtung nacheilenden Winkels verschiebt,
eine Kammer vorauseilenden Winkels, die durch das Rotationselement
der Antriebsseite und das Rotationselement der angetriebenen Seite
gebildet wird und die Relativrotationsphase des Rotationselements
der angetriebenen Seite relativ zu dem Rotationselement der Antriebsseite
in einer Richtung vorauseilenden Winkels verschiebt, und ein erstes
Steuerventil, das die Zufuhr- und die Abgabezustände von einem Arbeitsfluid
zwischen einem Arbeitsfluidspeicher, der in einem unteren Bereich
des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, und der Kammer vorauseilenden
Winkels und der Kammer nacheilenden Winkels steuert, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung weiter einen Zufuhrdurchlass
enthält,
der das Arbeitsfluid von dem Arbeitsfluidspeicher an das erste Steuerventil
zuführt,
eine erste Pumpe, die an dem Zufuhrdurchlass vorgesehen ist und
das Arbeitsfluid in dem Arbeitsfluidspeicher in einen Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich pumpt,
eine zweite Pumpe, die an dem Zufuhrdurchlass vorgesehen ist und
das Arbeitsfluid in dem Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich
zu den ersten Steuerventil pumpt, einen Abgabedurchlass, der das
Arbeitsfluid von dem ersten Steuerventil in Richtung auf den Arbeitsfluidspeicher
abgibt; und ein zweites Steuerventil, das an dem Abgabedurchlass
vorgesehen ist und betrieben wird, dass es selektiv den Abgabedurchlass zwischen
einem ersten Abgabedurchlass, der das Arbeitsfluid, das von dem
ersten Schaltventil abgegeben wird, zu dem Arbeitsfluidspeicher
abgibt, und einem zweiten Abgabedurchlass, der das Arbeitsfluid strömen lässt, dass
es in einen Ansaugbereich der ersten Pumpe angesaugt wird, schaltet.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
ein Rotationselement der Antriebsseite, das sich synchron mit einer
Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dreht, ein Rotationselement
der angetriebenen Seite, das koaxial zu dem Rotationselement der
Antriebsseite angeordnet ist und relativ zu dem Rotationselement
der Antriebsseite drehbar ist, wobei das Rotationselement der angetriebenen
Seite sich zusammen mit einer Nockenwelle zum Öffnen und Schließen von
Ventilen für
den Verbrennungsmotor dreht, eine Kammer nacheilenden Winkels, die durch
das Rotationselement der Antriebsseite und das Rotationselement
der angetriebenen Seite geformt ist und eine Relativrotationsphase
des Rotationselements der angetriebenen Seite relativ zu dem Rotationselement
der Antriebsseite in einer Richtung nacheilenden Winkels verschiebt,
eine Kammer vorauseilenden Winkels, die durch das Rotationselement
der Antriebsseite und das Rotationselement der angetriebenen Seite
geformt ist und die Relativrotationsphase des Rotationselements
der angetriebenen Seite relativ zu dem Rotationselement der Antriebsseite
in einer Richtung vorauseilenden Winkels verschiebt, ein erstes
Steuerventil, das die Zufuhr- und Abgabezustände eines Arbeitsfluids zwischen
einem Arbeitsfluidspeicher, der in einem unteren Bereich des Verbrennungsmotors
vorgesehen ist, und der Kammer vorauseilenden Winkels und der Kammer nacheilenden
Winkels steuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung weiter
einen Zufuhrdurchlass enthält,
der das Arbeitsfluid von dem Arbeitsfluidspeicher zu dem ersten
Steuerventil zuführt,
eine Pumpe, die an dem Zufuhrdurchlass vorgesehen ist und das Arbeitfluid
in dem Arbeitsfluidspeicher zu dem ersten Steuerventil zuführt, einen
Abgabedurchlass, der das Arbeitsfluid von dem ersten Steuerventil
in Richtung auf den Arbeitsfluidspeicher abgibt; und ein zweites
Steuerventil, das an dem Abgabedurchlass vorgesehen ist und betrieben
wird, selektiv den Abgabedurchlass zwischen einem ersten Abgabedurch lass,
der das Arbeitsfluid, das von dem ersten Steuerventil abgegeben
wird, zu dem Arbeitsfluidspeicher abgibt, und einem zweiten Abgabedurchlass
schaltet, der das Arbeitsfluid strömen lässt, dass es in einen Ansaugbereich
der ersten Pumpe eingesaugt wird.
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Wenn
der Abgabedurchlass auf den zweiten Abgabedurchlass durch das zweite
Steuerventil geschaltet wird, wird bei der oben stehenden Konfiguration
im zweiten Abgabedurchlass mit der ersten Pumpe gesaugt, so dass
Unterdruck darin erzeugt wird. Dabei wird der Unterdruck auch in
den vorauseilenden Kammern oder den nacheilenden Kammern erzeugt,
die in Verbindung mit dem zweiten Abgabedurchlass über das
erste Steuerventil sind. Wenn die erste Pumpe den Betrieb startet,
strömt
daher das aus der zweiten Pumpe abgegebene Fluid über das erste
Steuerventil einfacher in die Kammern vorauseilenden Winkels oder
die Kammern nacheilenden Winkels.
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Das
bedeutet, dass der Einfluss des erhöhten Widerstands des Strömungsdurchlasses
gegenüber
dem Arbeitsfluid verringert werden kann, selbst wenn die Viskosität des Arbeitsöls hoch
ist, indem der Unterdruck in dem zweiten Abgabedurchlass erzeugt
wird, wenn das Arbeitsöl
in der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung zirkuliert. Somit kann
das Arbeitsfluid direkt zur Innenseite der Kammern vorauseilenden
Winkels oder der Kammern nacheilenden Winkels zugeführt werden,
und die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung kann die Steuerung bei
der geeigneten Taktung mit einfacher Konfiguration durchführen.
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Bei
dieser Konfiguration müssen
nur das zweite Steuerventil und der zweite Abgabedurchlass zugefügt werden.
Somit kann die Konfiguration der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
vereinfacht werden.
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Die
zweite Konfigurationscharakteristik der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
ist einschließlich
der Steuerung, die das zweite Steuerventil kontrolliert, dass es
den Abgabedurchlass auf den zweiten Abgabedurchlass unmittelbar
nach dem Start des Verbrennungsmotors schaltet, und den Abgabedurchlass
auf den ersten Abgabedurchlass schaltet, sobald die vorgegebene
Bedingung erfüllt
ist, nachdem der Motor startet.
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Gemäß der zweiten
Konfigurationscharakteristik wird die Steuerung des zweiten Steuerventils
in zwei Schritten durchgeführt.
Gewöhnlich
ist die Temperatur des Arbeitsfluids niedrig und die Viskosität ist hoch
unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors. Zu diesem Zeitpunkt
wird das zweite Schaltventil gesteuert, dass es den Unterdruck in
dem zweiten Abgabedurchlass mittels der ersten Pumpe erzeugt. Somit
ist es möglich,
das Arbeitsfluid in das Innere der Kammern vorauseilenden Winkels
oder Kammern nacheilenden Winkels unmittelbar zuzuführen, selbst
wenn die Viskosität
des Arbeitsfluids hoch ist. Andererseits ist, wenn einmal die vorbestimmte
Bedingung nach dem Start des Motors erfüllt ist, die Temperatur des
Arbeitsfluids erhöht
und die Viskosität
wird niedrig. In diesem Fall wird das Arbeitsfluid gleichmäßig in die
Kammern vorauseilenden Winkels oder die Kammern nacheilenden Winkels
zugeführt,
ohne die Steuerung zum Erzeugen des Vakuumdrucks in dem zweiten
Abgabedurchlass durch die erste Pumpe. Folglich wird der Abgabedurchlass
auf den ersten Abgabedurchlass geschaltet, der normal verwendet
wird.
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Daher
ist es gemäß der Konfiguration
möglich,
den geeigneten Durchlass basierend auf dem Zustand des Arbeitsfluids
zu wählen
und die Öffnungs-
und Schließtaktung
der Ventile unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors zu
steuern.
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Gemäß der oben
beschriebenen Konfiguration wird, wenn der Abgabedurchlass auf den
zweiten Abgabedurchlass durch das zweite Steuerventil geschaltet
wird, der Unterdruck in dem zweiten Abgabedurchlass erzeugt. Folglich
beginnt die Pumpe den Betrieb und dann strömt das abgegebene Arbeitsfluid über das
erste Steuerventil in die Kammern vorauseilenden Winkels oder die
Kammern nacheilenden Winkels einfacher.
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Das
bedeutet, dass der Einfluss des erhöhten Widerstands des Arbeitsöls gegenüber dem
Strömungsdurchlass
verringert werden kann, selbst wenn die Viskosität des Arbeitsöls hoch
ist, indem der Unterdruck in dem zweiten Abgabedurchlass erzeugt
wird, wenn das Arbeitsöl
in der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung zirkuliert. Somit kann
das Arbeitsfluid unmittelbar an das Innere der Kammern vorauseilenden
Winkels oder der Kammern nacheilenden Winkels zugeführt werden,
und die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung kann die Steuerung bei der
geeigneten Taktung mit einfacher Konfiguration durchführen.
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Insbesondere
ist bei der Konfiguration eine (1) Pumpe enthalten und der Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich, der
in dem ersten Aspekt der Erfindung dargestellt ist, ist nicht vorgesehen.
Nur das zweite Steuerventil und der zweite Abgabedurchlass müssen zugefügt werden.
Somit kann die Konfiguration der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
einfacher sein.
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Die
vierte Konfiguration, die charakteristisch für die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
ist, ist einschließlich
der Steuerung, die das zweite Steuerventil kontrolliert zum Schalten
des Abgabedurchlasses auf den ersten Abgabedurchlass unmittelbar nach
dem Start des Verbrennungsmotors und zum Schalten des Abgabedurchlasses
auf den zweiten Abgabedurchlass, sobald die vorbestimmte Bedingung
erfüllt
ist, nachdem der Motor gestartet ist.
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Gemäß der vierten
Konfigurationscharakteristik wird die Steuerung des zweiten Schaltventil
in zwei Schritten durchgeführt.
Das Arbeitsfluid entweicht aus den Kammern vorauseilenden Winkels und
den Kammern nacheilenden Winkels während des Stoppens des Motors.
Somit wird das zweite Schaltventil so gesteuert, dass der Abgabedurchlass auf
den ersten Abgabedurchlass unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors
zum Verbinden des ersten Abgabedurchlasses mit dem Speicher für das Arbeitsfluid
geschaltet wird. Somit ist es möglich, vollständig Luft
zu eliminieren, die in den Kammern vorauseilenden Winkels und den
Kammern nacheilenden Winkels vorhanden ist.
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Sobald
die Vorbedingung nach dem Start des Motors erfüllt ist, wird das zweite Steuerventil
so gesteuert, dass der Abgabedurchlass auf den zweiten Abgabedurchlass
geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt kann, selbst wenn die Temperatur
des Arbeitsfluids nicht angemessen angestiegen ist und die Viskosität hoch ist,
der erhöhte
Widerstand des Strömungsdurchlasses
durch das Erzeugen des Unterdrucks in dem zweiten Abgabedurchlass
verringert werden. Somit ist es möglich, das Arbeitsöl an das
Innere der Kammern vorauseilenden Winkels oder der Kammern nacheilenden
Winkels zuzuführen.
Wenn andererseits die Temperatur des Arbeitsfluids angemessen angestiegen
ist und die Viskosität
niedrig ist, ist es möglich,
das Arbeitsfluid rascher zuzuführen, um
das Antwortverhalten der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung zu
verbessern.
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Die
fünfte
Konfigurationscharakteristik ist, dass die vorbestimmte Bedingung
eine Temperatur von entweder dem Arbeitsfluid oder dem Kühlmittel oder
beidem des Verbrennungsmotors ist. Die Temperatur wird vorab festgelegt.
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Gemäß der fünften Konfigurationscharakteristik
ist das Kriterium zum Bestimmen, ob das Arbeitsfluid in dem Zustand
ist, der es erlaubt, dass das Arbeitsfluid unmittelbar in die Kammern
vorauseilenden Winkels oder nacheilenden Winkels zugeführt wird,
die Temperatur des Arbeitsfluids. Auf diese Weise wird das Kriterium
auf die Temperatur des Arbeitsöls
festgelegt und es ist somit möglich,
das zweite Steuerventil zum Schalten bei der geeigneten Taktung
zu steuern. Wenn alternativ das Kriterium auf die Temperatur des
Kühlmittels,
das zum Abkühlen des
Verbrennungsmotors verwendet wird, festgelegt ist, dann ist es möglich, indirekt
die Temperatur des Arbeitsfluids basierend auf dem erhöhten Bereich
der Kühlmitteltemperatur
zu ermitteln.
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Die
sechste Konfigurationscharakteristik der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
ist, dass die vorbestimmte Bedingung die Zeitdauer ist, die im Voraus
festgelegt ist.
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Gemäß der sechsten
Konfigurationscharakteristik bestimmt die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung,
ob die Temperatur des Arbeitsfluids angemessen angestiegen ist,
um die Viskosität
zu senken und der Widerstand des Strömungsdurchlasses verringert
ist, basierend auf der Zeitdauer, die vom Start des Verbrennungsmotors
ausgehend abgelaufen ist. Daher ist es möglich, das zweite Steuerventil
zum Schalten bei der geeigneten Taktung zu kontrollieren, indem
eine einfache Komponente wie ein Zeitgeber der Konfiguration zugefügt wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorhergehenden und zusätzlichen
Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, die unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen zu berücksichtigen
ist, wobei:
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1 eine
Querschnittsseitenansicht ist, die eine Gesamtkonfiguration einer
Ventiltaktungssteuerungseinrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
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2 eine
Ansicht ist, die den Querschnitt entlang der Linie II-II aus 1 und
einen Öldruckkreis
in Einzelnen darstellt;
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3 eine
Ansicht ist, die den Querschnitt entlang einer Linie III-III aus 1 und
den Öldruckkreis
im Einzelnen darstellt;
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4 eine
Ansicht ist, die einen Öldruckkreis einer
anderen Ausführungsform
darstellt; und
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5 eine
Ansicht ist, die die Konfiguration der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung
gemäß den Ausführungsformen
der Erfindung darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung
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Ausführungsformen
der Erfindung werden anschließend
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 ist eine Querschnittsseitenansicht,
die eine Gesamtkonfiguration einer Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 darstellt. 2 ist
eine Ansicht, die einen Querschnitt entlang einer Linie II-II aus 1 darstellt,
und 3 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt entlang
der Linie III-III aus 1 darstellt.
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Die
Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 kann auf einem Fahrzeug
montiert werden, das mit nur einem Motor als einem Verbrennungsmotor 10 als
Antriebsmittel versehen ist, oder auf einem Hybridfahrzeug, das
mit einem Antriebsmittel versehen ist, das einen Verbrennungsmotor
und einen Elektromotor hat. Somit ist die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 eine
Einrichtung, die eine Öffnungs-
und Schließtaktung
von Ventilen 14 relativ zu dem Antriebsmittel steuert,
das zumindest den Verbrennungsmotor aus den oben beschriebenen Komponenten
(das heißt
dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor) aufweist.
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Die
Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 gemäß der Ausführungsform
enthält
einen externen Rotor 2, der als ein Rotationselement der
Antriebsseite dient, das sich synchron zu einer Kurbelwelle 9 eines
Motors dreht, und einen internen Rotor 3, der als ein Rotationselement
der angetriebenen Seite dient, das sich integral mit einer Nockenwelle 11 zum Öffnen und
Schließen
von Ventilen 14 des Motors dreht.
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Der
interne Rotor 3 ist einstückig an einem distralen Endbereich
der Nockenwelle 11, die als eine Rotationswelle eines Nockens
zum Steuern des Öffnens
und Schließens
eines Einlassven tils oder eines Auslassventils des Motors dient,
montiert. Der interne Rotor 3 ist so aufgesetzt, dass er
koaxial angeordnet und relativ drehbar innerhalb eines vorbestimmten
Relativrotationsbereichs relativ zu dem externen Rotor 2 ist.
Eine Rückplatte 21 ist
einheitlich an dem externen Rotor 2 auf einer Seite montiert,
auf der die Nockenwelle 11 angeschlossen ist, und eine
Frontplatte 22 ist einheitlich an dem externen Rotor 2 auf einer
gegenüberliegenden
Seite montiert, wo die Nockenwelle 11 angeschlossen ist.
Ein Taktungszahnkranz 23 ist an einem Außenumfang
des externen Rotors 2 geformt. Ein Leistungsübertragungselement 12,
wie z.B. eine Taktungskette und ein Taktungsriemen, erstreckt sich
zwischen dem Taktungszahnkranz 23 und einem Zahnrad, das
an der Kurbelwelle 9 des Motors angebracht ist.
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Bei
einer Rotation der Motorkurbelwelle 9 wird eine Rotationskraft
an den Taktungszahnkranz 23 über das Leistungsübertragungselement 12 übertragen,
der externe Rotor 2 dreht sich damit entlang einer Rotationsrichtung
S, die in 2 gezeigt ist. Als Antwort auf
die Rotation dreht sich der interne Rotor 3 entlang der
Rotationsrichtung S zum Drehen der Nockenwelle 11, und
ein Nocken, der an der Nockenwelle 11 vorgesehen ist, drückt das
Einlassventil oder das Auslassventil nach unten zum Öffnen des
Ventils.
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Wie
es in 2 dargestellt ist, sind eine Mehrzahl von Vorsprüngen 24,
die jeweils als ein Schuh dienen, der in einer radial inneren Richtung vorsteht,
auf dem externen Rotor 2 angeordnet, wobei sie in Intervallen
zueinander entlang der Rotationsrichtung sind. Eine Fluiddruckkammer 4,
die durch den externen Rotor 2 und den internen Rotor 3 definiert
wird, ist zwischen benachbarten Bereichen 24 des externen
Rotors 2 geformt. Beispielsweise sind vier Fluiddruckkammern 4 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung geformt.
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Ein
Schaufelkanal 31 ist auf einem äußeren Umfangsbereich des internen
Rotors 3 geformt, wobei er auf jede Fluiddruckkammer 4 gerichtet
ist. Eine Schaufel 32 zum Definieren der Fluiddruckkammer 4 in
eine Kammer vorauseilenden Winkels 41 und eine Kammer nacheilenden
Winkels 42 in einer Relativrotationsrichtung (das heißt der Richtung
der Pfeile S1, S2 aus 2) ist verschiebbar in dem Schaufelkanal 31 entlang
einer Radialrichtung angeordnet. Die Schaufel 32 ist radial
nach außen
durch eine Feder 33 vorbelastet, die an der inneren radialen
Seite der Schaufel 32 vorgesehen ist.
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Das
Volumen der Kammer vorauseilenden Winkels 41 wird größer durch
das Einspritzen des Arbeitsfluids und dann wird die Relativrotationsphase des
internen Rotors 3 relativ zu dem externen Rotor 2 in
einer Richtung vorauseilenden Winkels (Pfeil S1 aus 2)
versetzt. Das Volumen der Kammer 42 nacheilenden Winkels
wird größer durch
das Einspritzen des Arbeitsfluids, und dann wird die Relativrotationsphase
des internen Rotors 3 relativ zu dem externen Rotor 2 in
einer Richtung nacheilenden Winkels (Pfeil S2 von 2)
verschoben. Als Arbeitsfluid kann ein Arbeitsöl, wie z.B. ein Schmieröl verwendet
werden. Die Viskosität
des Arbeitsöls
ist gewöhnlich
hoch und der Widerstand des Strömungsdurchlasses
ist groß,
ehe der Motor den Betrieb beginnt, das heißt bevor es in einem vorbestimmten
Durchlass zirkuliert. Die Temperatur des Arbeitsöls steigt und die Viskosität wird niedrig
durch das Zirkulieren durch den vorbestimmten Durchlass, nachdem
der Motor den Betrieb begonnen hat. Zu diesem Zeitpunkt wird der
Widerstand des Strömungsdurchlasses,
der aufgetreten ist, wenn das Arbeitsöl entlang strömt, gesenkt.
Anschließend
wird das Arbeitsfluid als das Arbeitsöl bezeichnet.
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Die
Kammer vorauseilenden Winkels 41 jeder Fluiddruckkammer 4 ist
in Verbindung mit einem Durchlass vorauseilenden Winkels 43,
der in dem internen Rotor 3 geformt ist, die Kammer nacheilenden Winkels 42 ist
in Verbindung mit einem Durchlass nacheilenden Winkels 44,
der in dem internen Rotor 3 geformt ist, und der Durchlass
vorauseilenden Winkels 43 und der Durchlass nacheilenden
Winkels 44 sind mit einem Öldruckkreis 7 verbunden,
der unten beschrieben wird.
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Wie
es in 2 dargestellt ist, ist aus den vier Kammern vorauseilenden
Winkels der Durchlass vorauseilenden Winkels 43 der Kammer
vorauseilenden Winkels 41, die angrenzend an einen Arretiermechanismus 5 positioniert
ist, ein Durchlass, der entlang einer Gleitoberfläche zwischen
dem internen Rotor 3 und dem externen Rotor 2 geformt
ist, so dass ein Eingriffsausnehmungsbereich 51 des Arretiermechanismms 5 in
Verbindung zu der Kammer vorauseilenden Winkels 41 ist,
und der Durchlass 43 vorauseilenden Winkels ist in Verbindung
mit dem Öldruckkreis 7 über einen
Arretierdurchlass 55. Der Arretiermechanismus 5 ist
zwischen dem internen Rotor 3 und dem externen Rotor 2 so
geformt, dass er das Verschieben der Relativrotationsphase des internen
Rotors 3 relativ zu dem externen Rotor 2 bei einer
vorbestimmten Arretierphase durch ein Arretierelement 53 einschränken kann.
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Das
Arbeitsöl
wird in entweder eine oder beide Kammern vorauseilenden Winkels 41 und/oder die
Kammern nacheilenden Winkels 42 aus dem Öldruckkreis 7 zugeführt oder
abgeführt,
und somit wird die Relativrotationsphase des internen Rotors 3 relativ
zu dem externen Rotor 2 in der Richtung von entweder der
Richtung vorauseilenden Winkels S1 oder der Richtung nacheilenden
Winkels S2 verschoben, oder eine vorbelastende Kraft wird erzeugt,
um die Relativrotationsphase auf einer beliebigen Phase zu halten.
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Ein
Bereich, in dem die Relativrotationsphase des internen Rotors 3 relativ
zu dem externen Rotor 2 sich verschieben kann, entspricht
einem Bereich, in dem die Schaufel 32 sich in der Fluiddruckkammer 4 verschieben
kann, das heißt
einem Bereich, der zwischen der Phase des am meisten vorauseilenden
Winkels und der Phase des am meisten nacheilenden Winkels positioniert
ist.
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Gemäß der Darstellung
in 1 ist eine Torsionsfeder 13 zwischen
dem internen Rotor 3 und der Frontplatte 22 vorgesehen,
die an dem externen Rotor 2 befestigt ist. Beide Endbereiche
der Torsionsfeder 13 werden in stützenden Bereichen gehalten,
die in dem internen Rotor 3 und dem externen Rotor 2 jeweils
geformt sind. Die Torsionsfeder 13 sieht ein Drehmoment
vor, das konstant den internen Rotor 3 und den externen
Rotor 2 in der Richtung vorbelastet, in der die Relativrotationsphase
in der Richtung S1 vorauseilenden Winkels verschoben ist.
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Öldruckkreis
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Als
nächstes
wird die Konfiguration des Öldruckkreises 7 beschrieben
(siehe 2 und 3). Der Öldruckkreis 7 ist
mit einem ersten Schaltventil 74 (erstes Steuerventil)
versehen, das die Zufuhr- und die Abgabezustände des Arbeitsöls zwischen
einem Arbeitsfluidspeicher 76, der in einem unteren Bereich
des Verbrennungsmotors 10 vorgesehen ist, und der Kammer
vorauseilenden Winkels und der Kammer nacheilenden Winkels kontrolliert.
Ein Öldurchlass 60a und
ein Öldurchlass 60b sind
mit dem ersten Schaltventil 74 verbunden. Die Öldurchlässe 60a und 60b sind
mit dem Durchlass vorauseilenden Winkels 43 bzw. dem Durchlass
nacheilenden Winkels 44 verbunden. Somit ist das erste
Schaltventil 74 in Verbindung mit den Fluiddruckkammern 4.
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Der Öldruckkreis 7 ist
mit einem Zufuhrdurchlass 61 und einem Abgabedurchlass 62 versehen.
Der Zufuhrdurchlass 61 führt das Arbeitsöl von dem
Arbeitsfluidspeicher 76 an das erste Schaltventil 74 zu,
und der Abgabedurchlass 62 führt das Arbeitsöl von dem
ersten Schaltventil 74 in Richtung auf den Arbeitsfluidspeicher 76 ab.
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Der
Zufuhrdurchlass 61 ist mit der ersten Pumpe 71 und
der zweiten Pumpe 72 versehen. Die erste Pumpe 71 pumpt
das Arbeitsöl
des Arbeitsfluidspeichers 76 in einen Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73,
und die zweite Pumpe 72 führt das Arbeitsöl, das in
dem Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 zurückgehalten
ist, an das erste Schaltventil 74 zu. Andererseits ist
der Abgabedurchlass 62 mit einem ersten Abgabedurchlass 62a und
einem zweiten Abgabedurchlass 62b versehen. Der erste Abgabedurchlass 62a führt das
von dem ersten Schaltventil 74 abgegebene Arbeitsöl an den
Arbeitsfluidspeicher 76 ab, und der zweite Abgabedurchlass 62b lässt das Arbeitsöl, das von
dem ersten Schaltventil 74 abgegeben ist, in den Ansaugbereich
der ersten Pumpe 71 strömen.
Ferner ist der Abgabedurchlass 62 mit einem zweiten Schaltventil 75 (zweites
Steuerventil 75) versehen, das selektiv den Abgabedurchlass
zwischen dem ersten Abgabedurchlass 62a und dem zweiten
Abgabedurchlass 62b schaltet.
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Das
erste Schaltventil 74 ist mit dem zweiten Schaltventil 75 mittels
eines Öldurchlasses 62c verbunden,
und das erste und das zweite Schaltventil 74 und 75 werden
durch eine Steuerung 80 (Steuermittel) kontrolliert.
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Hydraulikpumpe
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In
der Ausführungsform
sind die erste und die zweite Pumpe 71 und 72 hydromechanische Pumpen,
die durch die Übertragung
einer Antriebskraft der Kurbelwelle 9 des Motors betrieben
werden.
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Die
erste Pumpe 71 saugt das Arbeitsöl, das in dem Arbeitsfluidspeicher 76 zurückbehalten
ist, aus einem Ansaugbereich über
den Öldurchlass 61a an,
und saugt auch das Arbeitsöl
aus dem ersten Schaltventil 74 über den zweiten Abgabedurchlass 62b an
durch das Schalten des Zu stands des zweiten Schaltventils 75.
Dann führt
die erste Pumpe 71 das angesaugte Arbeitsöl an den
Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 über den Öldurchlass 61b ab.
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Die
zweite Pumpe 72 saugt das Arbeitsöl, das von dem Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 kommt, über den Öldurchlass 61c von
einem Ansaugbereich zum Zuführen
des Arbeitsöls
an die Fluiddruckkammer 4 über den Öldurchlass 61d, das
erste Schaltventil 74 und einen der Öldurchlässe 60a und Öldurchlass 60b an.
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Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich
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Das
Flüssigkeitsoberflächenniveau
des in dem Arbeitsfluidspeicher 76 zurückbehaltenen Arbeitsöls bewegt
sich nach oben und unten aufgrund einer Vibration, die durch das
Fahren eines Fahrzeugs hervorgerufen wird. Daher ist ein unteres
Ende des Öldurchlasses 61a in
einem von zwei Zuständen. In
einem Zustand erreicht das untere Ende des Öldurchlasses 61a die
Flüssigkeitsoberfläche. Im
anderen Zustand erreicht das untere Ende des Öldurchlasses 61a die
Flüssigkeitsoberfläche nicht.
In diesem Fall wird, wenn das Arbeitsöl durch die erste Pumpe 71 angesaugt
wird, Luft mit dem Arbeitsöl vermischt.
Wenn das Arbeitsöl
an die Fluiddruckkammern 4 im gemischten Zustand mit Luft
zugeführt wird,
wird die Schmiereigenschaft in den Fluiddruckkammern 4 gesenkt,
was Nachteile hervorruft. Somit ist es erforderlich, das Arbeitsöl von der
gemischten Luft zu trennen, ehe das Arbeitsöl an die Fluiddruckkammern 4 zugeführt wird.
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Der
Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 ist zwischen
der ersten Pumpe 71 und der zweiten Pumpe 72 vorgesehen
und hat eine Speicherkammer 73a, in der eine bestimmte
Menge des Arbeitsöls
zurückbehalten
werden kann. Der Dampf und Flüssigkeit
trennende Bereich 73 hat das erste Verbindungsloch 73b und
das zweite Verbindungsloch 73c. Das erste Verbindungsloch 73b stellt
eine Verbindung der Behälterkammer 73a mit
dem Öldurchlass 61b her. Das
zweite Verbindungsloch 73c ist in einer unteren Position
im Vergleich zu dem ersten Verbindungsloch 73b vorgesehen
und stellt eine Verbindung zwischen der Behälterkammer 73a und
dem Öldurchlass 61c her.
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Mit
anderen Worten wird das Arbeitsöl,
das mit Luft vermischt ist, von der Luft in der Behälterkammer 73a getrennt,
und nur das Arbeitsöl
strömt nach
außen
aus dem zweiten Verbindungsloch 73c, wo keine Luft mit
dem Öl
vermischt ist. Daher wird das Arbeitsöl, das von der Luft getrennt
ist, den Fluiddruckkammern 4 zugeführt.
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Das erste
Schaltventil
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Als
das erste Schaltventil 74 kann beispielsweise ein variables
elektromagnetisches Spulenventil verwendet werden. Das variable
elektromagnetische Spulenventil verschiebt eine Spule, die verschiebbar
in einer Hülse
angeordnet ist, gegen eine Feder durch Energetisierung von der Steuerung 80 an
ein Solenoid.
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Das
erste Schaltventil 74 hat eine Öffnung vorauseilenden Winkels,
eine Öffnung
nacheilenden Winkels, eine Zufuhröffnung und eine Abgabeöffnung.
Die Öffnung
vorauseilenden Winkels ist in Verbindung mit dem Durchlass vorauseilenden
Winkels 43 und dem Arretierdurchlass 55, die Öffnung nacheilenden
Winkels ist in Verbindung mit dem Durchlass nacheilenden Winkels 44,
die Zufuhröffnung
ist in Verbindung mit einem Strömungsdurchlass,
der an einem stromabwärtigen
Ende der zweiten Pumpe 72 positioniert ist, und die Abgabeöffnung ist
in Verbindung mit einem Strömungsdurchlass,
der stromaufwärts
des zweiten Schaltventils 75 positioniert ist.
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Das
erste Schaltventil 74 ist Dreipositionssteuerventil, das
eine Dreimodisteuerung durchführen
kann. Einer der drei Modi ist die Steuerung des vorauseilenden Winkels
(siehe 3), in der die Öffnung vorauseilenden Winkels
mit der Zufuhröffnung in
Verbindung steht und die Öffnung
nacheilenden Winkels mit der Abgabeöffnung in Verbindung steht. Der
zweite Modus ist die Steuerung nacheilenden Winkels, in der die Öffnung nacheilenden
Winkels in Verbindung mit der Zufuhröffnung ist und die Öffnung vorauseilenden
Winkels in Verbindung mit der Abgabeöffnung ist. Der andere Modus
ist die Haltesteuerung (siehe 2), in der
die Öffnung
vorauseilenden Winkels und die Öffnung
nacheilenden Winkels blockiert sind.
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Das
erste Schaltventil 74 steuert die Zufuhr oder die Abgabe
des Arbeitsfluids an die Kammern vorauseilenden Winkels 41 und
den Eingriffsausnehmungsbereich 51 des Arretiermechanismus 5,
oder die Kammer nacheilenden Winkels 42 durch einen Betrieb
unter der Kontrolle der Steuerung 80. Somit steuert das
erste Schaltventil 74 das Schalten zwischen einem Arretierzustand
und einem freigegebenen Zustand des Arretiermechanismus 5 und
die Relativrotationsphase des internen Rotors 3 relativ
zu dem externen Rotor 2.
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Das zweite
Schaltventil
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Für das zweite
Schaltventil 75 kann, wie bei dem ersten Schaltventil 74,
ein variables elektromagnetisches Spulenventil verwendet werden.
Das zweite Schaltventil 75 hat eine Abgabeöffnung,
eine Ansaugöffnung
und eine Ablassöffnung.
Die Abgabeöffnung
ist in Verbindung mit einem Strömungsdurchlass,
der stromabwärts
von dem ersten Schaltventil 74 positioniert ist, die Ansaugöffnung ist
in Verbindung mit einem Strömungsdurchlass,
der stromaufwärts
der ersten Pumpe 71 positioniert ist, und die Ablassöffnung ist
in Verbindung mit dem Arbeitsfluidspeicher 76.
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Das
zweite Schaltventil 75 ist ein Zweipositionssteuerventil,
das eine Zweimodisteuerung durchführen kann. Einer der Modi ist
eine Ansaugsteuerung (siehe 3), in der
die Abgabeöffnung
in Verbindung mit der Ansaugöffnung
ist. Der andere Modus ist die Ablasssteuerung (siehe 2),
in der Abgabeöffnung
in Verbindung mit der Ablassöffnung
ist.
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Das
zweite Schaltventil 75 steuert die Zufuhr des Arbeitsfluids
an die Fluiddruckkammern 4 über den zweiten Abgabedurchlass 62b,
die erste Pumpe 71, den Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 und die zweite
Pumpe 73, und steuert auch die Abgabe des Arbeitsfluids
an den Arbeitsfluidspeicher 76 über den ersten Abgabedurchlass 62a,
indem es unter der Kontrolle der Steuerung 80 betrieben
wird.
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Steuerung
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Die
Steuerung (ECU) 80 führt
die Betriebssteuerung des ersten Schaltventils 74 und des
zweiten Schaltventils 75 durch. Die Steuerung 80 verwendet
eine arithmetische Verarbeitungseinheit. Die Steuerung 80 steuert
einen Betrieb des Motors basierend auf der Eingabe eines den Betrieb
billigenden Befehls oder eines den Betrieb anhaltenden Befehls. Das
bedeutet, dass die Steuerung 80 den Motor in den Betriebszustand
setzt, nachdem der den Betrieb billigende Be fehl empfangen ist.
Wenn der Motor in dem Betriebszustand ist und der Antriebsbetrieb,
wie z.B. ein Beschleunigungsbetrieb, durchgeführt wird, steuert die Steuerung 80 den
Motor entsprechend dem Fahrtbetrieb. Ferner setzt die Steuerung 80 den Motor
in den Zustand außer
Betrieb nachdem der Befehl zum Anhalten des Betriebs empfangen ist.
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Die
Steuerung 80 schaltet den Abgabedurchlass 62 auf
den zweiten Abgabedurchlass 62b unmittelbar nach dem Start
des Motors und steuert dann das zweite Schaltventil 75,
dass es den zweiten Abgabedurchlass 62b auf den ersten
Abgabedurchlass 62a schaltet, sobald die vorbestimmte Bedingung
erfüllt
ist, nachdem der Motor gestartet ist.
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Schalten des
Abgabedurchlasses durch das zweite Schaltventil
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Wenn
der Motor gestoppt ist, wird kein Arbeitsöl in die Fluiddruckkammern 4 zugeführt. Folglich
strömt
das Arbeitsöl
aus den Fluiddruckkammern 4 durch sein Eigengewicht aus,
und dann wird das Arbeitsöl
in dem Arbeitsfluidspeicher 76 oder dem Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 zurückbehalten.
Die Temperatur des Arbeitsöls
wird gesenkt und die Viskosität
des Öls
ist zu diesem Zeitpunkt hoch.
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In
diesem Zustand ist der Widerstand des Strömungsdurchlasses des Arbeitsöls groß und somit
ist es zeitraubend, das Arbeitsöl
in die Fluiddruckkammern 4 über den Öldurchlass des Öldruckkreises zuzuführen. Daher
ist es schwierig, die Relativrotationsphase des internen Rotors 3 relativ
zu dem externen Rotor 2 unmittelbar nach dem Start des
Motors gleichmäßig zu kontrollieren,
und es ist auch schwierig, die Öffnungs-
oder Schließtaktung
des Einlassventils geeignet zu kontrollieren. Um die Situation zu vermeiden,
ist die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 dieser Ausführungsform
so konfiguriert, dass das hoch viskose Arbeitsöl an die Fluiddruckkammern 4 in
einer kurzen Zeit zugeführt
wird.
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Nachdem
der Motor startet und der den Betrieb billigende Befehl an die Steuerung 80 eingegeben
wird, werden die erste und die zweite Pumpe 71 bzw. 72 betrieben.
Gleichzeitig kontrolliert die Steuerung 80 das zweite Schaltventil 75,
dass es den Abgabedurchlass 62 auf den zweiten Abgabedurchlass 62b unmittelbar
nach dem Start des Motors schaltet. Mit anderen Worten wird durch
die Befehle von der Steuerung 80 das erste Schaltventil 74 in
den Steuerzu stand des vorauseilenden Winkels gesetzt und das zweite
Schaltventil 75 wird in den Ansaugsteuerzustand gesetzt
(siehe 3). Die Kammern nacheilenden Winkels 42,
die Kammern nacheilenden Winkels 44, das erste Schaltventil 74,
das zweite Schaltventil 75 und der zweite Abgabedurchlass 62b gelangen
in Verbindung durch den Betrieb der ersten Pumpe 1, und
Unterdruck wird im Inneren der oben stehenden Bauteile erzeugt.
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Jede
Fluiddruckkammer 4 ist in die Kammer 41 vorauseilenden
Winkels und die Kammer 42 nacheilenden Winkels durch die
Schaufel 32 geteilt. Die Kammer 41 vorauseilenden
Winkels und die Kammer 42 nacheilenden Winkels sind jedoch
nicht luftdicht durch die Schaufel 32 geteilt. Wenn in
den Durchlässen,
die von dem zweiten Abgabedurchlass 62b zu den Kammern 42 nacheilenden
Winkels reichen, durch die erste Pumpe 71 gesaugt wird,
wird Unterdruck in den Kammern vorauseilenden Winkels 41 erzeugt,
die geringfügig
in Verbindung mit dem Kammern 42 nacheilenden Winkels sind.
Die Kammern vorauseilenden Winkels 41 sind mit dem Arbeitsfluidspeicher 76 über den
Durchlass vorauseilenden Winkels 43, das erste Schaltventil 74,
die zweite Pumpe 72, den Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 und
die erste Pumpe 71 verbunden. Wenn daher die erste Pumpe 71 den
Betrieb beginnt, strömt
das Arbeitsöl, das
aus der zweiten Pumpe 72 über das erste Schaltventil 74 abgegeben
wird, leichter in die Kammern vorauseilenden Winkels 41 oder
die Kammern nacheilenden Winkels 42.
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Das
bedeutet, dass unmittelbar nach dem Start des Motors, selbst wenn
die Viskosität
des Arbeitsöls
in einem hohen Zustand ist, der Einfluss des erhöhten Widerstands des Arbeitsöls gegen
den Strömungsdurchlass
verringert werden kann, indem der Unterdruck in dem zweiten Abgabedurchlass 62b erzeugt
wird, wenn das Arbeitsöl
in der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 zirkuliert.
Somit kann das Arbeitsfluid unmittelbar in das Innere der Kammern
vorauseilenden Winkels 41 oder der Kammern nacheilenden
Winkels 42 zugeführt
werden, und die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 kann
die Steuerung bei einer geeigneten Taktung mit einfacher Konfiguration
durchführen.
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Sobald
die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist,
nachdem der Motor startet, wird das zweite Schaltventil 75 durch
die Steuerung 80 derart kontrolliert, dass es den Abgabedurchlass 62 auf
den ersten Abgabedurchlass 62a schaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird
das zweite Schaltventil 75 von der Ansaugsteuerung zu der
Ablasssteuerung durch den Befehl der Steuerung 80 geändert, und
das Arbeitsöl
wird an den Arbeitsfluidspeicher 76 über den ersten Abgabedurchlass 62a abgeführt.
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Mit
anderen Worten steigt beispielsweise die Temperatur des Arbeitsöls auf 60
bis 80 Grad Celsius durch einen Aufwärmbetrieb, der dem Start des
Motors folgt, wodurch die Viskosität des Arbeitsöls gesenkt
wird. Folglich wird der Widerstand des Strömungsdurchlasses verringert.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl gleichmäßig ohne die Steuerung zugeführt, um
den Unterdruck in dem zweiten Abgabedurchlass 62b durch
die erste Pumpe 71 zu erzeugen. Somit wird der Abgabedurchlass 62 auf
den ersten Abgabedurchlass 62a geschaltet, der gewöhnlich verwendet
wird. Auf diese Weise ist es möglich,
einen geeigneten Durchlass basierend auf dem Zustand des Arbeitsöls zu wählen, indem
das zweite Schaltventil 75 durch die Steuerung 80 kontrolliert wird.
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Die
vorbestimmte Bedingung kann beispielsweise die Temperatur von zumindest
entweder dem Arbeitsöl
oder dem Motorkühlmittel
sein, die im Voraus festgelegt wird. Wenn das zweite Schaltventil 75 basierend
auf der Temperatur des Arbeitsöls,
das strömen
soll, kontrolliert wird, ist es möglich, die Viskosität des Arbeitsöls auf die
zuverlässigste
Weise zu erfassen und das zweite Schaltventil 75 zum Schalten
bei einer geeigneten Taktung zu kontrollieren. Wenn alternativ die
Steuerung basierend auf der Temperatur des Kühlmittels durchgeführt wird,
ist es möglich,
indirekt die Viskosität
des Arbeitsöls
zu erfassen, ohne irgendeine spezielle Ausrüstung zuzufügen, da ein Thermometer für das Kühlmittel
in nahezu jedem Fahrzeug vorgesehen ist. Daher ist es auch möglich, das
zweite Schaltventil 75 zum Schalten bei der geeigneten
Taktung zu steuern.
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Die
Temperatur des Arbeitsöls
wird durch ein Arbeitsölmessmittel
(nicht dargestellt) gemessen, das am Strömungsdurchlass vorgesehen ist,
entlang dessen das Arbeitsöl
strömt.
Andererseits wird die Temperatur des Kühlmittels durch ein Kühlmittelmessmittel
(nicht dargestellt) gemessen, das an dem Strömungsdurchlass vorgesehen ist,
an dem das Kühlmittel
entlang strömt.
Die Messmittel sind so konfiguriert, dass zumindest ein Ergebnis
aus den Temperaturmessungen des Arbeitsöls und des Kühlmittels
an die Steuerung 80 geschickt wird.
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Die
vorbestimmte Bedingung kann eine Zeitdauer sein, die im Voraus festgelegt
ist. Das bedeutet, dass die Einrichtung bestimmt, ob die Temperatur des
Arbeitsöls
ansteigt, dass die Viskosität
sinkt und der Widerstand des Strömungsdurchlasses
verringert wird, basierend auf der Zeitdauer, die seit dem Motorstart
abgelaufen ist. Insbesondere kann, da die Verwendung des einzelnen
Fahrzeugs nicht signifikant variiert, beispielsweise die Endzeit
des Aufwärmbetriebs
im Voraus basierend auf einem Gebiet, in dem das Fahrzeug verwendet
wird, festgelegt werden. Es ist ein verhältnismäßig einfaches Mittel, basierend
auf der Zeitdauer zusteuern, und es ist möglich, das zweite Schaltventil 75 bei
der geeigneten Taktgebung zu schalten.
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Weitere Ausführungsform
1
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Bei
der vorher erwähnten
Ausführungsform kontrolliert
die Steuerung 80 das zweite Schaltventil 75, dass
es den Abgabedurchlass 62 auf den zweiten Abgabedurchlass 62b unmittelbar
nach dem Start des Motors schaltet. Während beispielsweise das Fahrzeug
bei einer hohen Geschwindigkeit gefahren wurde, wird von der Antwortgeschwindigkeit
der Ventiltaktungssteuerungseinrichtung 1 erwartet, dass sie
schneller ist, als diejenige bei einem Betrieb bei normaler Geschwindigkeit.
Unter den Umständen kann,
wenn eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, seitdem der Motor
gestartet ist, das zweite Schaltventil 75 so gesteuert
werden, dass es den Abgabedurchlass 62 auf den zweiten
Abgabedurchlass 62b schaltet. In diesem Fall ist die vorgegebene
Zeitdauer abgelaufen seitdem der Motor gestartet ist, und die Temperatur
des Arbeitsöls
ist in einem gewissen Ausmaß angestiegen.
Somit ist der Widerstand des Strömungsdurchlasses
niedrig. Ferner wird in dem zweiten Abgabedurchlass 62b mit
der ersten Pumpe 71 angesaugt, so dass der Unterdruck darin
erzeugt wird. Daher ist es möglich,
das Arbeitsöl
an das Innere der Fluiddruckkammern 4 prompt zuzuführen.
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Weitere Ausführungsform
2
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Bei
der beschriebenen Ausführungsform wird
die Konfiguration, die die zwei Pumpen einsetzt, verwendet, wobei
jedoch die Konfiguration nicht auf diese Art beschränkt sein
muss. Wie es beispielsweise in 4 dargestellt
ist, kann die Konfiguration, die eine Pumpe verwendet und den Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 hat,
eingesetzt werden.
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Mit
anderen Worten ist die Pumpe 71, die das Arbeitsöl des Arbeitsfluidspeichers 76 an
das erste Schaltventil 74 zuführt, in dem Zufuhrdurchlass 61 vorgesehen.
Andererseits ist das zweite Schaltventil 75 an dem Abgabedurchlass 62 vorgesehen und
wird betrieben, dass es selektiv den Abgabedurchlass zwischen dem
ersten Abgabedurchlasse 62a und dem zweiten Abgabedurchlass 62b schaltet. Der
erste Abgabedurchlass 62a gibt das Arbeitsöl, das von
dem ersten Schaltventil 74 abgegeben wird, an den Arbeitsfluidspeicher 76 ab,
und der zweite Abgabedurchlass 62b lässt das von dem ersten Schaltventil 74 abgegebene
Arbeitsöl
strömen,
dass es in den Ansaugbereich der Pumpe 71 gesaugt wird.
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Somit
wird die Anzahl der Pumpen im Vergleich zur vorherigen Ausführungsform
verringert und der Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich 73 ist
nicht ausgebildet. Daher kann die Konfiguration des Öldruckkreises 7 vereinfacht
werden. Wie im Fall der vorher erwähnten Ausführungsform ist die Pumpe eine
hydromechanische Pumpe, die durch die Übertragung der Antriebskraft
der Kurbelwelle 9 des Motors angetrieben wird. Die andere
Konfiguration ist identisch zu derjenigen der vorher erwähnten Ausführungsform.
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Wenn
das Arbeitsöl
des Arbeitsfluidspeichers 76 durch die Pumpe 71 unmittelbar
nach dem Start des Motors angesaugt wird, zirkuliert das Arbeitsöl unter
den Fluiddruckkammern 4, dem Öldurchlass 60b und
dem ersten Schaltventil 74. Das Arbeitsöl ist aus dem Inneren der Fluiddruckkammern 4 verschwunden,
wenn der Motor gestoppt ist, und es erfordert eine bestimmte Zeit,
den Zufuhrdurchlass 61 und den Abgabedurchlass 62 mit
dem Arbeitsöl
zu füllen.
Daher wird das zweite Schaltventil 75 so kontrolliert,
dass der Abgabedurchlass 62 auf den ersten Abgabedurchlass 62a geschaltet
wird, unmittelbar nach dem Start des Motors, bis die in dem Abgabedurchlass 62 vorhandene
Luft eliminiert ist.
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Sobald
die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist,
nachdem der Motor gestartet ist, wird das zweite Schaltventil 75 so
kontrolliert, dass es den Abgabedurchlass 62 auf den zweiten
Abgabedurchlass 62b schaltet. Wie oben beschrieben wird
aus den Durchlässen,
die von dem zweiten Abgabedurchlass 62b zu der Kammer 42 nacheilenden
Winkels reichen, durch die Pumpe 71 gesaugt, nachdem die
in den Fluiddruckkammern 4 vorhandene Luft eliminiert ist, unmittelbar
nach dem Start des Motors.
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Wenn
danach die zweite vorbestimmte Bedingung seit dem Motorstart erfüllt ist,
wird das zweite Schaltventil 75 so kontrolliert, dass der
erste Abgabedurchlass 62a geschaltet wird. Im Hinblick
auf den zweiten vorbestimmten Zustand sind wie bei der ersten Ausführungsform
sowohl die Zeit als auch die Temperatur verwendbar.
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Diese
Erfindung kann auf die Ventiltaktungssteuerungseinrichtung angewendet
werden, die das erste Schaltventil hat, das die Zufuhr- und Abgabezustände des
Arbeitsfluids unter den Kammern vorauseilenden Winkels, den Kammern
nacheilenden Winkels, dem Arbeitsfluidspeicher, der am Verbrennungsmotor 10 vorgesehen
ist, kontrolliert.
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Die
Prinzipien der bevorzugten Ausführungsformen
und Arbeitweisen der vorliegenden Erfindung wurden in der vorhergehenden
Beschreibung beschrieben. Die Erfindung, die geschützt werden
soll, ist jedoch nicht als auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
anzusehen. Ferner sollen die hier beschriebenen Ausführungsformen
als veranschaulichend statt beschränkend gesehen werden. Veränderungen
und Variationen können
durch andere vorgenommen werden und Äquivalente eingesetzt werden,
ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Entsprechend
wird ausdrücklich
beabsichtigt, dass alle solche Variationen, Veränderungen und Äquivalente,
die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, wie er in den
Ansprüchen
definiert ist, dadurch umfasst sein sollen.