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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 Rotationelement 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 Steuerventil, 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 2003-278 566 A 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 2003-278 566 A 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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Aus der
DE 196 04 865 A1 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, die eine Einrichtung zur Änderung von Drehlagen mindestens einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle mittels eines hydraulischen Zylinders aufweist. Der hydraulische Zylinder wird von einer Fördereinrichtung beaufschlagt.
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Aus der
DE 10 2005 023 056 A1 ist ein variables Ventiltiming-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor bekannt. Das variable Ventiltiming-Steuersystem umfasst einen hydraulisch betätigten Phasenwandler, der zwischen einem Kettenrad und einer Nockenwelle angeordnet ist und eine Phasenvorverstellungshydraulikkammer, und eine Phasennachverstellungshydraulikkammer zum Ändern der Winkelphase der Nockenwelle relativ zum Kettenrad besitzt.
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Aus der
JP 2006-322 409 A ist ein System zur Phasensteuerung bekannt, das zur Steuerung der relativen Drehphase zwischen einem Drehelement einer Antriebsseite und einem Drehelement einer Abtriebsseite durch Zuführen eines Arbeitsfluids betrieben wird.
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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 aus dem Arbeitsfluidspeicher in einen Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich pumpt, eine zweite Pumpe, die an dem Zufuhrdurchlass vorgesehen ist und das Arbeitsfluid aus dem Dampf-Flüssigkeits-Trennbereich in das erste 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 Steuerventil 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 aus dem Arbeitsfluidspeicher dem ersten Steuerventil zuführt, eine Pumpe, die an dem Zufuhrdurchlass vorgesehen ist und das Arbeitsfluid aus dem Arbeitsfluidspeicher 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 Abgabedurchlass, 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 steuert, 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 Verbrennungsmotor 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 Steuerventil 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 Verbrennungsmotors 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 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 steuert zum Schalten des Abgabedurchlasses auf den ersten Abgabedurchlass unmmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors und zum Schalten des Abgabedurchlasses auf den zweiten Abgabedurchlass, sobald die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, nachdem der Verbrennungsmotor gestartet ist.
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Gemäß der vierten Konfigurationscharakteristik wird die Steuerung des zweiten Steuerventils in zwei Schritten durchgeführt. Das Arbeitsfluid entweicht aus den Kammern vorauseilenden Winkels und den Kammern nacheilenden Winkels während des Stoppens des Verbrennungsmotors. Somit wird das zweite Steuerventil so gesteuert, dass der Abgabedurchlass auf den ersten Abgabedurchlass unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors zum Verbinden des ersten Abgabe-durchlasses 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 Verbrennungsmotors 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 steuern, 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 distalen Endbereich der Nockenwelle 11, die als eine Rotationswelle eines Nockens zum Steuern des Öffnens und Schließens eines Einlasventils 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 Arretiermechanisums 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 Zustands 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 (erstes Steuerventil)
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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 (zweites Steuerventil)
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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 (Steuermittel)
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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 Befehl 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 Steuerzustand 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.
