DE102007000734A1

DE102007000734A1 - Ventilzeitgebungssteuersystem

Info

Publication number: DE102007000734A1
Application number: DE102007000734A
Authority: DE
Inventors: Kinya Kariya Takahashi; Masayasu Kariya Ushida; Takao Kariya Nojiri; Seiji Nishio Yaokou; Jun Nishio Yamada
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US7506621B2; JP4545127B2; US20080066572A1; JP2008069735A

Abstract

Ein Phasensteuerventil (22), das einen Antriebshydraulikdruck zu einer Vorrückungskammer (A) oder einer Verzögerungskammer (B) zuführt, ist mit einem Ablassschaltventil (29), welches das Öffnen und Schließen eines Vorrückungsablasssteuerventils (25) und das Öffnen und Schließen eines Verzögerungsablasssteuerventils (28) steuert, vereint, um ein Solenoidkolbenventil (51) zu bilden. Das Vorrückungsablasssteuerventil (25) ist in einem Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (24) vorgesehen, der ein Vorrückungsrückschlagventil (23) umgeht, und es ist durch einen Vorsteuerhydraulikdruck zum Öffnen und Schließen des Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses (24) angetrieben. Das Verzögerungsablasssteuerventil (28) ist in einem Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (27) vorgesehen, der ein Verzögerungsrückschlagventil (26) umgeht, und ist durch einen Vorsteuerhydraulikdruck angetrieben, um den Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (27) zu öffnen und zu schließen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventilzeitgebungssteuersystem für eine Brennkraftmaschine.
Eine früher bereits vorgeschlagene Technik wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben (einige der in 8 verwendeten Bezugszeichen sind gleich wie jene, die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben sind).
Im weiteren Verlauf wird ein Ventilzeitgebungssteuersystem, welches die Öffnungs- und Schließzeitgebung zumindest eines von einem oder mehreren Einlassventilen und von einem oder mehreren Auslassventilen einer Brennkraftmaschine ändert, auch variables Ventilzeitgebungssteuersystem genannt und als ein VVT-System bezeichnet. Ein in 8 gezeigtes bereits vorgeschlagenes VVT-System hat einen Mechanismus 2 zur variablen Ventilzeitgebung, ein hydraulisches Steuersystem und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 3. Der Mechanismus 2 zur variablen Ventilzeitgebung wird auch Mechanismus 2 zur variablen Nockenwellenzeitgebung genannt und als ein VCT-Mechanismus 2 bezeichnet. Der VCT-Mechanismus 2 kann die Öffnungs- und Schließzeitgebung des Ventils linear ändern. Das hydraulische Steuersystem steuert den Betrieb des VCT-Mechanismus 2 hydraulisch. Die ECU 3 steuert ein Phasensteuerventil 22 elektrisch, welches in dem hydraulischen Steuersystem vorgesehen ist. Das Phasensteuerventil 22 wird auch Ölsteuerventil 22 genannt und als ein OCV 22 bezeichnet.
Der VCT-Mechanismus 2 hat einen Gehäuserotor 4 und einen Flügelrotor 5. Der Gehäuserotor 4 wird angetrieben, um die Kurbelwelle der Kraftmaschine zu drehen. Der Flügelrotor 5 treibt eine Nockenwelle der Kraftmaschine an. Der Flügelrotor 5 wird durch eine hydraulische Druckdifferenz zwischen einem Hydraulikdruck von Vorrückungskammern A und einem Hydraulikdruck von Verzögerungskammern B relativ zu dem Gehäuserotor 4 gedreht, um einen Vorrückungsbetrag der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle einzustellen.
Dabei wird die Nockenwelle dazu verwendet, das/die Einlassventil(e) oder das/die Auslassventil(e) anzutreiben, um selbige zu öffnen und zu schließen, sodass zum Zeitpunkt des Öffnens und Schließens des/der Ventils/(e) die Drehmomentschwankung in der Nockenwelle erzeugt wird.
Die Drehmomentschwankung der Nockenwelle wird zu dem Flügelrotor 5 übertragen, sodass der Flügelrotor 5 die Drehmomentschwankung zu der Verzögerungsseite und zu der Vorrückungsseite bezüglich des Gehäuserotors 4 aufzeigt.
Wenn die auf den Flügelrotor 5 aufgebrachte Drehmomentschwankung in Richtung der Verzögerungsseite zunimmt, wirkt an dem Hydraulikdruck der Vorrückungskammern A eine Kraft, die den Hydraulikdruck von den Vorrückungskammern A abgibt. Wenn im Gegensatz dazu die auf den Flügelrotor 5 aufgebrachte Drehmomentschwankung in Richtung der Vorrückungsseite aufgebracht wird, dann wirkt an dem Hydraulikdruck der Verzögerungskammern B eine Kraft, die den Hydraulikdruck von den Verzögerungskammern B abgibt. Die Drehmomentschwankung in Richtung der Verzögerungsseite ist größer als die Drehmomentschwankung in Richtung der Vorrückungsseite.
Wenn der zu den Vorrückungskammern A zugeführte Hydraulikdruck von einem Zustand niedrigen Hydraulikdrucks der Vorrückungskammern A (einem verzögerten Zustand) erhöht wird, um die Phase der Nockenwelle von der Verzögerungsseite auf eine Sollphase an der Vorrückungsseite zu ändern, wird daher der Flügelrotor 5 infolge der Drehmomentschwankung in Richtung der Verzögerungsseite zurückgedrückt, sodass die Ansprechzeit, die zum Erreichen der Sollphase benötigt wird, auf nachteilige Weise verlängert wird, wie dies durch eine gepunktete Linie in 9 dargestellt ist.
Um mit dem vorstehend genannten Nachteil umzugehen, wurde vorgeschlagen, ein Vorrückungsrückschlagventil 23 in einem Vorrückungsfluiddurchlass 31 vorzusehen, welcher den Hydraulikdruck von dem OCV 22 zu der entsprechenden Vorrückungskammer A leitet, um dem Hydraulikfluid zu ermöglichen, von dem OCV 22 zu den Vorrückungskammern A zu strömen, während der Hydraulikdruck daran gehindert wird, von dieser Vorrückungskammer A zu dem OCV 22 zu strömen (siehe beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2006-46315 , die dem US-Patent Nr. 7,182,052 entspricht).
Wenn das Vorrückungsrückschlagventil 23 vorgesehen ist, wird der Flügelrotor 5 durch die Drehmomentschwankung zum Zeitpunkt der Phasenänderung der Nockenwelle von der Verzögerungsseite auf die Sollphase an der Vorrückungsseite nicht in Richtung zu der Verzögerungsseite zurückgedrückt, wie dies durch eine durchgezogene Linie in 9 angezeigt ist, sodass das Ansprechverhalten im Vorrückungsbetrieb zu verbessert wird.
Wenn im Gegensatz dazu die Nockenwellenphase von der Vorrückungsseite auf die Sollphase an der Verzögerungsseite geändert wird, dann muss der Hydraulikdruck der Vorrückungskammern A abgelassen werden, während das Vorrückungsrückschlagventil 23 umgangen wird. Diesbezüglich ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2006-46315 ein Vorrückungsablasssteuerventil 25 vorgesehen, das einen Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 öffnet und absperrt.
Das Vorrückungsablasssteuerventil 25 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2006-46315 ist ein öffnendes/schließendes Ventil, welches den von dem OCV 22 zu der Vorrückungskammer A zugeführten Hydraulikdruck als einen Vorsteuerhydraulikdruck verwendet. Wenn der von dem OCV 22 zu der Vorrückungskammer A zugeführte Hydraulikdruck zunimmt, dann blockiert das Vorrückungsablasssteuerventil 25 den Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24. Wenn im Gegensatz dazu der von dem OCV 22 zu der Vorrückungskammer A zugeführte Hydraulikdruck abnimmt, dann öffnet das Vorrückungsablasssteuerventil 25 den Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 infolge der Wirkung einer Feder, um den Hydraulikdruck von der Vorrückungskammer A abzulassen.
Wie vorstehend erörtert ist, wird gemäß der vorgenannten Technik der von dem OCV 22 zu der Vorrückungskammer A zugeführte Hydraulikdruck als der Vorsteuerhydraulikdruck des Vorrückungsablasssteuerventils 25 verwendet. In dem Fall, in dem die Nockenwellenphase von der Verzögerungsseite auf die Sollphase an der Vorrückungsseite geändert wird, fluktuiert somit ein Ventilelement des Vorrückungsablasssteuerventils 25 durch die Druckpulsation, wenn der Hydraulikdruck der Vorrückungskammern A durch die von der Nockenwelle auf den Flügelrotor 5 aufgebrachte Drehmomentschwankung schwankt (pulsiert). Daher wird der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24, der abgesperrt werden soll, wiederholtermaßen geöffnet und geschlossen. Dies kann möglicherweise das Ansprechverhalten in dem Vorrückungsbetrieb verschlechtern.
Um mit dem vorstehend erwähnten Nachteil umzugehen, ist es denkbar, ein Ablassschaltventil 29 bereitzustellen, welches den Vorsteuerhydraulikdruck des Vorrückungsablasssteuerventils 25 steuert, wie dies in 8 gezeigt ist. Das Ablassschaltventil 29 wird auch Ölschaltventil 29 genannt und wird als ein OSV 29 bezeichnet. Hierbei ist anzumerken, dass das Vorsehen des OSV 29 auf die in 8 gezeigte Weise nicht als Stand der Technik zu betrachten ist.
Das OCV 22 und das OSV 29 müssen synchron betrieben werden.
Wenn jedoch das OSV 29 getrennt von dem OCV 22 vorgesehen ist, dann können eine Leistung eines elektrischen Stellglieds (beispielsweise eines Solenoidstellglieds) des OCV 22 und eine Leistung eines elektrischen Stellglieds (beispielsweise eines Solenoidstellglieds) des OSV 29 voneinander verschieden sein, oder in dem aufgebrachten elektrischen Strom kann eine Variation auftreten, sodass das OCV 22 und das OSV 29 in einigen Fällen nicht präzise synchronisiert sind.
Wenn ferner das OSV 29 getrennt von dem OCV 22 installiert ist, dann kann die Montagefreiheit verschlechtert werden.
Zudem wird die Komponentenanzahl erhöht, wenn das OSV 29 separat von dem OCV 22 installiert ist, wodurch eine Kostenzunahme verursacht wird.
Die vorliegende Erfindung ist auf die vorstehend genannten Nachteile gerichtet. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventilzeitgebungssteuersystem bereitzustellen, welches eine Synchronisationsgenauigkeit zwischen einem Phasensteuerventil und einem Ablassschaltventil sowie eine Montagefreiheit verbessert, während eine Verringerung einer Komponentenanzahl ermöglicht wird.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Ventilzeitgebungssteuersystem für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt. Das Ventilzeitgebungssteuersystem hat einen Mechanismus zur variablen Ventilzeitgebung, ein Phasensteuerventil, eine hydraulische Steueranordnung und ein Ablassschaltventil. Der Mechanismus zur variablen Ventilzeitgebung hat eine Vorrückungskammer und eine Verzögerungskammer. Die Vorrückungskammer übt in einem Vorrückungsbetrieb einen Antriebshydraulikdruck aus, um einen abgabeseitigen Rotor, der eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine antreibt, relativ zu einem eingabeseitigen Rotor, der durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben ist, in Richtung einer Vorrückungsseite zu drehen. Die Verzögerungskammer übt in einem Verzögerungsbetrieb einen Antriebshydraulikdruck aus, um den abgabeseitigen Rotor relativ zu dem eingabeseitigen Rotor in Richtung einer Verzögerungsseite zu drehen. Das Phasensteuerventil führt den Antriebshydraulikdruck relativ zu der Vorrückungskammer und der Verzögerungskammer zu und lässt diesen ab. Die Hydrauliksteueranordnung steuert die Hydraulikverbindung zwischen dem Mechanismus zur variablen Ventilzeitgebung und dem Phasensteuerventil und hat zumindest eine Kombination aus einem Vorrückungsrückschlagsventil und einem Vorrückungsablasssteuerventil oder eine Kombination aus einem Verzögerungsrückschlagventil und einem Verzögerungsablasssteuerventil. Das Vorrückungsrückschlagventil ist in einem Vorrückungshydraulikdurchlass, der einen Steuerhydraulikdruck des Phasensteuerventils zu der Vorrückungskammer leitet, vorgesehen, um dem Hydraulikfluid zu ermöglichen, von dem Phasensteuerventil zu der Vorrückungskammer zu strömen, und um das Hydraulikfluid daran zu hindern, von der Vorrückungskammer zu dem Phasensteuerventil zu strömen. Das Vorrückungsablasssteuerventil ist in einem Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass vorgesehen, welcher das Vorrückungsrückschlagventil umgeht, und ist durch einen Vorsteuerhydraulikdruck zum Öffnen und Schließen des Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses angetrieben. Das Verzögerungsrückschlagventil ist in einem Verzögerungshydraulikdurchlass, welcher den Steuerhydraulikdruck des Phasensteuerventils zu der Verzögerungskammer leitet, vorgesehen, um dem Hydraulikfluid zu ermöglichen, von dem Phasensteuerventil zu der Verzögerungskammer zu strömen, und um das Hydraulikfluid daran zu hindern, von der Verzögerungskammer zu dem Phasensteuerventil zu strömen, und das Verzögerungsablassteuerventil ist in einem Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass vorgesehen, der das Verzögerungsrückschlagventil umgeht, und ist durch einen Vorsteuerhydraulikdruck zum Öffnen und Schließen des Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses angetrieben. Das Ablassschaltventil führt den Vorsteuerhydraulikdruck relativ zu zumindest dem Vorrückungsablasssteuerventil oder dem Verzögerungsablasssteuerventil zu und lässt diesen ab. Das Phasensteuerventil und das Ablassschaltventil sind miteinander als ein komplexes Ventil vereint und sind durch ein gemeinsames Stellglied angetrieben.
Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine schematische Längsschnittansicht ist, die ein VVT-System gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine schematische Rückansicht ist, die das VVT-System des ersten Ausführungsbeispiels in einem Verzögerungsbetrieb zeigt;
3 eine schematische Rückansicht ist, die das VVT-System des ersten Ausführungsbeispiels in einem Vorrückungsbetrieb zeigt;
4 eine Längsschnittansicht ist, die ein Solenoidkolbenventil des ersten Ausführungsbeispiels in dem Verzögerungsbetrieb zeigt;
5 eine Längsschnittansicht ist, die das Solenoidkolbenventil des ersten Ausführungsbeispiels in dem Vorrückungsbetrieb zeigt;
6 eine Längsschnittansicht ist, die ein Solenoidkolbenventil eines zweiten Ausführungsbeispiels in einem Verzögerungsbetrieb zeigt;
7 eine Längsschnittansicht ist, die das Solenoidkolbenventil des zweiten Ausführungsbeispiels in einem Vorrückungsbetrieb zeigt;
8 eine schematische Rückansicht ist, die ein bereits vorgeschlagenes VVT-System zeigt; und
9 ein Schaubild ist, das eine Sollphasenerreichungszeit für einen Fall mit einem Rückschlagventil und einen Fall ohne Rückschlagventil zeigt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Beschreibung des VVT-Systems)
Ein VVT-System (d. h., ein variables Ventilzeitgebungssteuersystem) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat einen VCT-Mechanismus (d. h., einen Mechanismus zur variablen Ventilzeitgebung) 2, ein hydraulisches Steuersystem und eine ECU 3. Der VCT-Mechanismus 2 ist an einer Nockenwelle 1 einer Brennkraftmaschine installiert (an einer Einlassventilnockenwelle, einer Auslassventilnockenwelle oder einer Einlass-/Auslassventilnockenwelle), um die Zeitgebung zum Öffnen und Schließen zumindest eines von dem/den Einlassventil(en) und dem/den Auslassventil(en) linear zu ändern. Das Hydrauliksteuersystem steuert den Betrieb des VCT-Mechanismus 2 hydraulisch. Die ECU 3 steuert das Hydrauliksteuersystem elektrisch.
(Beschreibung des VCT-Mechanismus)
Der VCT-Mechanismus 2 hat einen Gehäuserotor (ein Beispiel eines eingangsseitigen Rotors) 4 und einen Flügelrotor (ein Beispiel eines ausgangsseitigen Rotors) 5. Der Gehäuserotor 4 ist so angetrieben, dass er sich synchron mit der Kurbelwelle der Kraftmaschine dreht. Der Flügelrotor 5 ist bezüglich des Gehäuserotors 4 drehbar und dreht sich einstückig mit der Nockenwelle 1. Der Flügelrotor 5 wird relativ zu dem Gehäuserotor 4 durch ein Hydraulikstellglied gedreht, welches in dem Gehäuserotor 4 vorgesehen ist, um die Phase der Nockenwelle 1 in Richtung der Vorrückungsseite oder Verzögerungsseite zu ändern.
Der Gehäuserotor 4 hat einen Zahnkranz 6, eine im Wesentlichen ringförmige Frontplatte 7 und ein Gleitstückgehäuse 8. Der Zahnkranz 6 wird durch die Kurbelwelle der Kraftmaschine über einen Zahnriemen oder eine Steuerkette so angetrieben, dass er sich dreht. Das Gleitstückgehäuse 8 hat eine ringförmige Umfangswand, die zwischen dem Zahnkranz 6 und der Frontplatte 7 axial gehalten ist. Die Frontplatte 7 und das Gleitstückgehäuse 8 sind über eine Vielzahl von Schrauben 9 an dem Zahnkranz 6 gekoppelt, sodass sich die Frontplatte 7 und das Gleitstückgehäuse 8 zusammen mit dem Zahnkranz 6 drehen.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3 hat das Gleitstückgehäuse 8 eine Vielzahl von Gleitstücken 8a (in diesem Ausführungsbeispiel drei Gleitstücke 8a). Die Gleitstücke 8a dienen als Trennelemente und stehen von der ringförmigen Umfangswand radial einwärts vor, um eine im Wesentlichen fächerförmige Vertiefung zwischen jeweils zwei benachbarten Gleitstücken 8a zu definieren. Der Gehäuserotor 4 dreht sich in einer Uhrzeigersinnrichtung in 2 und diese Drehrichtung wird in diesem besonderen Ausführungsbeispiel als die Vorrückungsrichtung bezeichnet.
Der Flügelrotor 5 ist mittels eines Schlagstifts 11 derart an einem Ende der Nockenwelle 1 positioniert, dass er sich einstückig mit der Nockenwelle 1 dreht. Ferner ist der Flügelrotor 5 mit einer Zentrierschraube 12 so an dem Ende der Nockenwelle 1 befestigt, dass sich der Flügelrotor 5 einstückig mit der Nockenwelle 1 dreht.
Der Flügelrotor 5 hat eine Vielzahl von Flügeln 5a (in diesem Ausführungsbeispiel sind es drei Flügel 5a). Jeder Flügel 5a trennt die entsprechende fächerförmige Vertiefung, die zwischen den jeweiligen benachbarten beiden Gleitstücken 8a definiert ist, in eine Vorrückungskammer A und eine Verzögerungskammer B. Der Flügelrotor 5 ist innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs relativ zu dem Gehäuserotor 4 drehbar.
Jede Vorrückungskammer A befindet sich an der Gegenuhrzeigersinnseite des entsprechenden Flügels 5a in der entsprechenden fächerförmigen Vertiefung, um den Flügel 5a durch den Antriebshydraulikdruck auf die Vorrückungsseite anzutreiben. Ferner befindet sich jede Verzögerungskammer B an der Uhrzeigersinnseite des entsprechenden Flügels 5a in der entsprechenden fächerförmigen Vertiefung, um den Flügel 5a durch den Antriebshydraulikdruck in Richtung der Verzögerungsseite anzutreiben. Jede Vorrückungskammer A ist von ihrer benachbarten Verzögerungskammer B beispielsweise durch ein Dichtungselement 13 fluiddicht abgedichtet.
Der VCT-Mechanismus 2 hat ferner einen Stopperstift 14, der den Flügelrotor 5 an einer am meisten verzögerten Position gegen den Gehäuserotor 4 verriegelt.
Der Stopperstift 14 ist in einer im Wesentlichen zylindrischen Stangengestalt konfiguriert, und ist in einem Stopperaufnahmeloch 15 axial verschieblich aufgenommen, welches einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat und einen der drei Flügel 5a axial durchdringt. Der Stopperstift 14 ist durch eine Feder 16 in Richtung der Seite des Zahnkranzes 6 vorgespannt. An der am meisten verzögerten Position ist der Stopperstift 14 in eine Stopperbuchse 17 gepasst, die fest in den Zahnkranz 6 pressgepasst ist. Ein Passabschnitt des Stopperstifts 14 und ein Passabschnitt der Stopperbuchse 17, die aneinandergepasst sind, sind abgeschrägt, um ein problemloses Passen des Stopperstifts 14 in die Stopperbuchse 17 zu ermöglichen.
Eine erste Stopperfreigabefluidkammer 18, die zwischen der Spitze des Stopperstifts 14 (dem rechten Ende in 1) und dem Zahnkranz 6 ausgebildet ist, ist mit einer der Vorrückungskammern A in Verbindung. Der Hydraulikdruck des zu dieser Vorrückungskammer A zugeführten Hydraulikfluids wirkt in der ersten Stopperfreigabefluidkammer 18, um den Stopperstift 14 zu der linken Seite in 1 zu drücken, sodass der Stopperstift 14 von der Stopperbuchse 17 freigegeben wird.
Der Stopperstift 14 hat an der linken Seite in 1 einen großdurchmessrigen Abschnitt. Zwischen einem abgestuften Abschnitt des Stopperstifts 14 und dem Stopperaufnahmeloch 15 ist eine zweite Stopperfreigabefluidkammer 19 ausgebildet. Die zweite Stopperfreigabefluidkammer 19 ist mit einer der Verzögerungskammern B in Verbindung. Der Hydraulikdruck des zu dieser Verzögerungskammer B zugeführten Hydraulikfluids wirkt in der zweiten Stopperfreigabefluidkammer 19, um den Stopperstift 14 in Richtung der linken Seite von 1 zu drücken, sodass der Stopperstift 14 von der Stopperbuchse 17 freigegeben wird.
(Beschreibung des Hydrauliksteuersystems)
Das Hydrauliksteuersystem führt den Hydraulikdruck zu den Vorrückungskammern A und den Verzögerungskammern B zu und lässt diesen ab, um den Flügelrotor 5 durch Verwendung einer Hydraulikdruckdifferenz zwischen den Vorrückungskammern A und den Verzögerungskammern B relativ zu dem Gehäuserotor 4 zu drehen. Das Hydrauliksteuersystem hat eine Ölpumpe (Hydraulikdruckquelle) 21 und ein OCV (d. h. ein Phasensteuerventil) 22. Die Ölpumpe 21 ist beispielsweise durch die Kurbelwelle angetrieben. Das OCV 22 wird geschaltet, um das von der Ölpumpe 21 gepumpte Hydraulikfluid zu den Vorrückungskammern A oder den Verzögerungskammern B zuzuführen.
Das Hydrauliksteuersystem hat ferner ein Vorrückungsrückschlagventil 23, ein Vorrückungsablassteuerventil 25, ein Verzögerungsrückschlagventil 26, ein Verzögerungsablassteuerventil 28 und ein OSV (d. h. ein Ablassschaltventil) 29. Das Vorrückungsrückschlagventil 23, das Vorrückungsablasssteuerventil 25, das Verzögerungsrückschlagventil 26 und das Verzögerungsablassteuerventil 28 bilden eine hydraulische Steueranordnung der vorliegenden Erfindung, welche die Verbindung zwischen dem VCT-Mechanismus 2 (genauer gesagt, entsprechend einer der Vorrückungskammern A und entsprechend einer der Verzögerungskammern B) und dem OCV 22 steuert. Das Vorrückungsrückschlagventil 23 beschränkt den Rückfluss des Hydraulikfluids von der einen der Vorrückungskammern A zu der Seite des OCV 22. Das Vorrückungsablasssteuerventil 25 öffnet und schließt einen Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24, der das Vorrückungsrückschlagventil 23 umgeht. Das Verzögerungsrückschlagventil 26 beschränkt den Rückfluss des Hydraulikfluids von der einen der Verzögerungskammern B zu dem OCV 22. Das Verzögerungsablassteuerventil 28 öffnet und schließt einen Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27, der das Verzögerungsrückschlagventil 26 umgeht. Das OSV 29 steuert den Betrieb des Vorrückungsablasssteuerventils 25 und den Betrieb des Verzögerungsablassteuerventils 28.
(Beschreibung des Vorrückungsrückschlagventils)
Das Vorrückungsrückschlagventil 23 ist in einem Vorrückungsfluiddurchlass 31 vorgesehen, der das Hydraulikfluid (Steuerhydraulikdruck) von dem OCV 22 zu einer entsprechenden Vorrückungskammer A zuführt. Das Vorrückungsrückschlagventil 23 ermöglicht den Fluss des Hydraulikfluids von dem OCV 22 zu der Vorrückungskammer A und beschränkt den Fluss des Hydraulikfluids von der Vorrückungskammer A zu dem OCV 22.
Das Vorrückungsrückschlagventil 23 ist in dem Vorrückungsfluiddurchlass 31 vorgesehen, der in dem Flügelrotor 5 ausgebildet ist. Ferner hat das Vorrückungsrückschlagventil 23 eine Kugel 32, eine Feder 33, einen Ventilsitz 34 und einen Verschlussstopfen 35. Der Ventilsitz 34 ist in dem Flügelrotor 5 ausgebildet.
In dem Fall, in dem das Vorrückungsrückschlagventil 23 in dem Vorrückungsfluiddurchlass 31 vorgesehen ist, wird zum Zeitpunkt des Änderns der Phase der Nockenwelle 1 von der Verzögerungsseite auf die Vorrückungsseite der Flügelrotor 5 durch die Drehmomentschwankung nicht in Richtung der Verzögerungsseite zurückgestellt. Daher kann das Ansprechverhalten zum Zeitpunkt der Phasenänderung in Richtung der Vorrückungsseite verbessert werden (siehe 9).
(Beschreibung des Vorrückungsablasssteuerventils)
Der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 ist in dem Flügelrotor 5 ausgebildet. Der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 umgeht das Vorrückungsrückschlagventil 23 und leitet das Hydraulikfluid.
Das Vorrückungsablasssteuerventil 25 ist ein Kolbenventil, das in einem Ablasssteuerventilaufnahmeloch 36 vorgesehen ist, welches einen der Flügel 5a axial durchdringt und einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. Wie in 1 gezeigt ist, hat das Vorrückungsablasssteuerventil 25 eine Hülse 37, einen Kolben 38 und eine Feder 39. Die Hülse 37 ist in das Ablasssteuerventilaufnahmeloch 36 pressgepasst und der Kolben 38 ist axial verschieblich in der Hülse 37 aufgenommen. Die Feder 39 spannt den Kolben 38 in eine Ventilöffnungsrichtung (einer Richtung zum Öffnen des Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses 24) vor.
Ein Signalanschluss 42, erste und zweite Öffnungs-/Schließanschlüsse 43, 44 und ein Ablassanschluss 45 einer Federkammer sind in der Hülse 37 des Vorrückungsablasssteuerventils 25 ausgebildet. Ein Vorsteuerhydraulikdruck (ein Antriebshydraulikdruck, der den Kolben 38 antreibt) wird von dem OSV 29 zu dem Signalanschluss 42 durch einen Vorrückungsvorsteuerdurchlass 41 zugeführt und wird zudem von dem Signalanschluss 42 durch den Vorsteuerdurchlass 41 abgegeben. Die ersten und zweiten Öffnungs-/Schließanschlüsse 43, 44 sind mit dem Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 in Verbindung. Wenn der Vorsteuerhydraulikdruck auf den Signalanschluss 42 aufgebracht wird, dann wird der Kolben 38 auf eine Unterbrechungsposition zum Unterbrechen der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Öffnungs-/Schließanschluss 43, 44 bewegt (eine Position zum Unterbrechen des Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses 24). Wenn im Gegensatz dazu der Vorsteuerhydraulikdruck von dem Signalanschluss 42 abgegeben wird, dann wird der Kolben 38 durch die Vorspannkraft der Feder 39 auf eine Verbindungsposition zum Verbinden zwischen den ersten und zweiten Öffnungs-/Schließanschlüssen 43, 44 bewegt (eine Position zum Öffnen des Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses 24).
(Beschreibung des Verzögerungsrückschlagventils)
Das Verzögerungsrückschlagventil 26 ist in einem Verzögerungsfluiddurchlass 46 vorgesehen, der den Steuerhydraulikdruck von dem OCV 22 zu der entsprechenden Verzögerungskammer B leitet. Das Verzögerungsrückschlagventil 26 ermöglicht den Fluss des Hydraulikfluids von dem OCV 22 zu der Verzögerungskammer B und unterbricht den Fluss des Hydraulikfluids von der Verzögerungskammer B zu dem OCV 22.
Das Verzögerungsrückschlagventil 26 ist in dem Verzögerungsfluiddurchlass 46 vorgesehen, der in dem Flügelrotor 5 ausgebildet ist und eine Struktur hat, die ähnlich zu jener des Vorrückungsrückschlagventils 23 ist.
In dem Fall, in dem das Verzögerungsrückschlagventil 26 in dem Verzögerungsfluiddurchlass 46 vorgesehen ist, wird zum Zeitpunkt der Phasenänderung der Nockenwelle 1 von der Vorrückungsseite auf die Verzögerungsseite der Flügelrotor 5 durch die Drehmomentschwankung nicht in Richtung der Vorrückungsseite zurückgestellt. Daher kann das Ansprechverhalten zum Zeitpunkt der Phasenänderung in Richtung der Verzögerungsseite verbessert werden.
(Beschreibung des Verzögerungsablasssteuerventils)
Der Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 ist in dem Flügelrotor 5 ausgebildet. Der Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 umgeht das Verzögerungsrückschlagventil 26 und leitet das Hydraulikfluid.
Das Verzögerungsablasssteuerventil 28 ist ein Kolbenventil, das in einem (nicht gezeigten) Ablasssteuerventilaufnahmeloch vorgesehen ist, welches einen der Flügel 5a axial durchdringt und einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. Das Verzögerungsablassteuerventil 28 hat eine Struktur, die ähnlich zu jener des Vorrückungsablasssteuerventils 25 ist. Wenn der Vorsteuerhydraulikdruck von dem OSV 29 durch einen Verzögerungsvorsteuerdurchlass 47 aufgebracht wird, dann unterbricht das Verzögerungsablasssteuerventil 28 den Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27. Wenn im Gegensatz dazu der Vorsteuerhydraulikdruck durch den Verzögerungsvorsteuerdurchlass 47 abgegeben wird, dann öffnet das Verzögerungsablassteuerventil 28 den Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27.
Der Vorrückungsfluiddurchlass 31, der den Steuerhydraulikdruck (Antriebshydraulikdruck) von dem OCV 22 zu der Vorrückungskammer A leitet, und der Verzögerungsfluiddurchlass 46, der den Steuerhydraulikdruck (Antriebshydraulikdruck) von dem OCV 22 zu der Verzögerungskammer B leitet, sind über ein Nockenlager 48, welches die Nockenwelle 1 drehbar stützt, mit dem OCV 22 in Verbindung. Zudem sind der Vorrückungsvorsteuerdurchlass 41, der den Steuerhydraulikdruck (Vorsteuerhydraulikdruck) von dem OSV 29 zu dem Vorrückungsablasssteuerventil 25 leitet, und der Verzögerungsvorsteuerdurchlass 47, der den Steuerhydraulikdruck (Vorsteuerhydraulikdruck) von dem OSV 29 zu dem Verzögerungsablassteuerventil 28 leitet, über das Nockenlager 48 mit dem OSV 29 in Verbindung.
(Beschreibung des OCV und des OSV)
Das OCV 22 und das OSV 29 des ersten Ausführungsbeispiels haben die folgenden Eigenschaften.

(1) Das OCV 22 und das OSV 29 sind als ein Solenoidkolbenventil (ein einzelnes komplexes Ventil) 51 vereint bzw. integriert, welches durch ein gemeinsames Stellglied (ein Solenoidstellglied oder ein nachstehend beschriebenes elektromagnetisches Stellglied 53) angetrieben ist.
(2) Ein Ventilelement des OCV 22 und ein Ventilelement des OSV 29 sind als ein später beschriebener Kolben 55 miteinander vereint bzw. integriert.
(3) Das OCV 22 ist an einer Freiluftseite (einer Zylinderkopfseite, von der der Hydraulikdruck abgegeben wird) des OSV 29 vorgesehen.
(4) Ein Ablassanschluss, durch den der Antriebshydraulikdruck an der Seite des OCV 22 abgelassen wird, und ein Ablassanschluss, durch den der Vorsteuerhydraulikdruck an der Seite des OSV 29 abgelassen wird, teilen sich einen gemeinsamen Abschnitt (die später beschriebenen Anschlüsse 61, 65).
(5) Es ist eine Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung zum Beschränken der Übertragung der Hydraulikdruckschwankung des Ablasssystems (Anschlüsse 61, 62, 64, 65, 69, 71) des OCV 22 zu dem Ablasssystem (Anschlüsse 61, 65, 66, 68, 69, 72) des OSV 29 vorgesehen.

(Beschreibung des Solenoidkolbenventils)
Als Nächstes wird eine besondere Struktur des Solenoidkolbenventils 51, in dem das OCV 22 und das OSV 29 zusammen integriert sind, unter Bezugnahme auf 4 (ebenso wie 5) beschrieben.
In dem Solenoidkolbenventil 51 sind ein Kolbenventil 52 und das elektromagnetische Stellglied 53 derart miteinander verbunden, dass das Solenoidkolbenventil 51 als ein Hydraulikdrucksteuerventil dient, welches die Funktionen des OCV 22 und des OSV 29 hat.
(Beschreibung des Kolbenventils)
Das Kolbenventil 52 hat eine Hülse 54, einen Kolben 55 und eine Rückstellfeder 56. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel implementiert die linke Seite des Kolbenventils 52 in 4 die Funktion des OCV 22 und die rechte Seite des Kolbenventils 52 aus 4 implementiert die Funktion des OSV 29.
Die Hülse 54 ist als ein im Wesentlichen zylindrischer Körper ausgebildet und ist beispielsweise an dem Zylinderkopf (ein exemplarisches Element, an dem das Solenoidkolbenventil 51 installiert ist und welches alternativ eine Komponente sein kann, die einen Fluiddurchlass bildet und an der Kraftmaschine installiert ist) installiert und daran befestigt. Ein Aufnahmedurchgangsloch ist in der Hülse 54 ausgebildet, um den Kolben 55 auf axial verschiebliche Weise aufzunehmen.
Ein erster Ablassanschluss 61, ein Vorrückungskammerausgangsanschluss 62, ein OCV-Eingangsanschluss 63, ein Verzögerungskammerausgangsanschluss 64, ein zweiter Ablassanschluss 65, ein Vorrückungsvorsteueranschluss 66, ein OSV-Eingangsanschluss 67 und ein Verzögerungsvorsteueranschluss 68 sind in der Hülse 54 in dieser Reihenfolge von der linken Seite zu der rechten Seite von 4 ausgebildet. Der erste Ablassanschluss 61 öffnet sich zum Inneren des Zylinderkopfes. Der Vorrückungskammerausgangsanschluss 62 ist durch das Vorrückungsrückschlagventil 23 mit der Vorrückungskammer A in Verbindung. Der OCV-Eingangsanschluss 63 ist mit einem Ölauslass der Ölpumpe 21 in Verbindung. Der Verzögerungskammerausganganschluss 64 ist durch das Verzögerungsrückschlagventil 26 mit der Verzögerungskammer B in Verbindung. Der zweite Ablassanschluss 65 führt das Hydraulikfluid durch einen in dem Zylinderkopf (oder der wie vorstehend erwähnten anderen Komponente) ausgebildeten Hydraulikfluiddurchlass in den Zylinderkopf zurück. Der Vorrückungsvorsteueranschluss 66 ist mit dem Signalanschluss des Vorrückungsablassteuerventils 25 in Verbindung. Der OSV-Eingangsanschluss 67 ist mit dem Ölauslass der Ölpumpe 21 in Verbindung. Der Verzögerungsvorsteueranschluss 68 ist mit dem Signalanschluss des Verzögerungsablasssteuerventils 28 in Verbindung.
Der Kolben 55 hat sechs großdurchmessrige Teile (Anschlussflächen), von denen jeder einen Außendurchmesser hat, der im Wesentlichen mit einem Innendurchmesser der Hülse 54 (einem Innendurchmesser des Aufnahmedurchgangslochs) übereinstimmt. Diese sechs großdurchmessrigen Teile des Kolbens 5 werden als erste bis sechste Anschlussflächen von der linken Seite zu der rechten Seite von 4 bezeichnet. Jeder der kleindurchmessrigen Teile, die einen Verbindungszustand der entsprechenden Eingangs-/Ausgangsanschlüsse ändern, ist zwischen zwei entsprechenden benachbarten der ersten bis sechsten Anschlussflächen vorgesehen. Genauer gesagt, sind erste bis fünfte kleindurchmessrige Teile 55a–55e in dieser Reihenfolge von der linken Seite zu der rechten Seite in 4 angeordnet.
Ein axialer Ablassanschluss 69 erstreckt sich durch den Kolben 55 entlang der Achse des Kolbens 55. Das linke Ende des axialen Ablassanschlusses 69 in 4 ist mit dem ersten Ablassanschluss 61 durch eine Federkammer in Verbindung, die die Rückstellfeder 56 aufnimmt. Das rechte Ende des axialen Ablassanschlusses 69 in 4 ist mit einem Inneren einer Welle 83 in Verbindung, die später beschrieben wird.
Ein Boden des ersten kleindurchmessrigen Teils 55a ist durch einen dritten Ablassanschluss 71, der in dem Kolben 55 ausgebildet ist, mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung. Wenn der Hydraulikdruck zu den Verzögerungskammern B zugeführt wird, dann ist der Vorrückungskammerausgangsanschluss 62 durch den dritten Ablassanschluss 61 und den axialen Ablassanschluss 69 mit dem ersten Ablassanschluss 61 in Verbindung, wie dies in 4 gezeigt ist, um den Hydraulikdruck von den Vorrückungskammern auszulassen.
Der zweite kleindurchmessrige Teil 55b leitet den Hydraulikdruck von dem OCV-Eingangsanschluss 63 selektiv zu einem von dem Vorrückungskammerausgangsanschluss 62 und dem Nachrückkammerausgangsanschluss 64, um den Antriebshydraulikdruck zu den Vorrückungskammern A und den Nachrückkammern B zuzuführen.
Wie dies in 4 gezeigt ist, stellt der dritte kleindurchmessrige Teil 55c zwischen dem Vorrückungsvorsteueranschluss 66 und dem zweiten Ablassanschluss 65 eine Verbindung her, wenn der Hydraulikdruck zu den Verzögerungskammern B zugeführt wird, um den Vorsteuerhydraulikdruck von dem Vorrückungsablasssteuerventil 25 auszulassen. Ferner stellt der dritte kleindurchmessrige Teil 55c zwischen dem Verzögerungskammerausgabeanschluss 64 und dem zweiten Ablassanschluss 65 eine Verbindung her, wenn der Hydraulikdruck zu den Vorrückungskammern A zugeführt wird, um den Hydraulikdruck von den Verzögerungskammern B auszulassen, wie dies in 5 gezeigt ist.
Der vierte kleindurchmessrige Teil 55d leitet den Hydraulikdruck von dem OCV-Eingangsanschluss 67 wahlweise zu einem von dem Signalanschluss des Vorrückungsablasssteuerventils 25 und dem Signalanschluss des Verzögerungsablassteuerventils 28 zu.
Ein Boden des fünften kleindurchmessrigen Teils 55e ist durch einen in dem Kolben 55 ausgebildeten vierten Ablassabschluss 72 mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung. Wie in 5 gezeigt ist, ist der Verzögerungsvorsteueranschluss 68 durch den vierten Ablassanschluss 72 und den axialen Ablassanschluss 69 mit dem ersten Ablassanschluss 61 in Verbindung, wenn der Hydraulikdruck zu den Vorrückungskammern A zugeführt wird, um den Vorsteuerhydraulikdruck von dem Verzögerungsablassteuerventil 28 auszulassen.
Die Rückstellfeder 56 ist eine zusammengedrückte Schraubenfeder, die den Kolben 55 auf die rechte Seite von 4 vorspannt. Die Rückstellfeder 56 befindet sich in der Federkammer an der linken Seite der Hülse 54 in 4 in einem axial zusammengedrückten Zustand zwischen dem Kolben 55 und einem Federsitz, der an dem axialen Ende der Hülse 54 installiert ist.
(Beschreibung des elektromagnetischen Stellglieds)
Das elektromagnetische Stellglied 53 hat eine Spule 73, einen Tauchkolben 74, einen Stator 75, ein Joch 76 und eine Anschlussbuchse 77.
Die Spule 73 dient als ein Mittel zum Erzeugen einer Magnetkraft, die den Tauchkolben 74 auf die Erregung hin magnetisch anzieht. Ein isoliertes Drahtkabel (ein emailliertes Kabel oder dergleichen) ist um einen Harzspulenkörper gewunden, um die Spule 73 zu bilden.
Der Tauchkolben 74 ist ein zylindrischer Körper, der aus Magnetmetall (beispielsweise aus Eisen, das ein ferromagnetisches Metall zum Ausbilden eines Magnetkreislaufs ist) gefertigt, der an einen magnetisch anziehenden Stator 81 magnetisch angezogen werden kann, welcher später beschrieben wird. Der Tauchkolben 74 ist axial verschieblich in dem Stator 75 gestützt (genauer gesagt, in einer Manschettenführung 78, die zum Zwecke des Dichtens des Hydraulikfluids vorgesehen ist).
Der Stator 75 hat den magnetisch anziehenden Stator 81 und einen Magnetkopplungsstator 82. Der magnetisch anziehende Stator 81 zieht den Tauchkolben 74 in der Axialrichtung magnetisch an. Der Magnetkopplungsstator 82 bedeckt eine Außenumfangsfläche der Manschettenführung 78 und koppelt einen Magnetfluss relativ zu einem Umfangsteil um den Tauchkolben 74.
Der magnetisch anziehende Stator 81 ist aus Magnetmetall (beispielsweise Eisen, das ein ferromagnetisches Material zum Ausbilden eines Magnetkreislaufs ist) gefertigt und hat einen ringförmigen Teil und einen anziehenden rohrförmigen Teil. Der ringförmige Teil ist zwischen der Hülse 54 und der Spule 73 gehalten. Der anziehende rohrförmige Teil leitet einen Magnetfluss des ringförmigen Teils zu einer den Tauchkolben 74 benachbarten Stelle. Ein magnetisch anziehender Spalt (ein Hauptspalt) ist axial zwischen dem Tauchkolben 74 und dem anziehenden rohrförmigen Teil ausgebildet. Der anziehende rohrförmige Teil kann axial mit dem Tauchkolben 74 überlappen. Ein Ende des anziehenden rohrförmigen Teils ist abgeschrägt, um eine Änderung der magnetischen Anziehungskraft mit Bezug auf einen Hubbetrag des Tauchkolbens 74 zu beschränken.
Der Magnetkopplungsstator 82 ist aus einem Magnetmaterial (beispielsweise einem Eisen, das ein ferromagnetisches Material zum Ausbilden eines Magnetkreislaufs ist) gefertigt, und hat einen rohrförmigen Statorteil und einen Statorflansch. Der rohrförmige Statorteil ist in dem Kolben aufgenommen. Der Statorflansch erstreckt sich radial auswärts von dem rohrförmigen Statorteil und ist magnetisch mit dem Joch 76 gekoppelt, das sich radial außerhalb des Statorflansches befindet. Ein Magnetflusskopplungsspalt (ein Seitenspalt) ist radial zwischen dem rohrförmigen Statorteil und dem Tauchkolben 74 ausgebildet.
Das Joch 76 ist aus Magnetmetall (beispielsweise Eisen, das ein ferromagnetisches Material zum Ausbilden eines Magnetkreislaufs ist) gefertigt und ist als ein zylindrischer Körper ausgebildet, der die Spule 73 umgibt. Klauen des Jochs 76, die an dem linken Ende des Jochs 76 in 4 vorgesehen sind, sind gegen die Hülse 54 gebogen, um mit der Hülse 54 zu koppeln.
Die Anschlussbuchse 77 ist eine als ein sekundäres Harzformprodukt ausgebildete Kopplungskomponente, die beispielsweise durch Harzformgebung über der Spule 73 ausgebildet ist. Die Anschlussleisten 77a, die an Anschlussenden der Spule 73 angeschlossen sind, befinden sich im Inneren der Anschlussbuchse 77. Die einen Enden der Anschlussleisten 77a sind im Inneren der Anschlussbuchse 77 freigelegt und die anderen Enden der Anschlussleisten 77a sind in dem Kolben aufgenommen und sind in dem sekundären Gussharz eingegossen.
Das Solenoidkolbenventil 51 hat die Welle 83. Die Welle 83 leitet eine Antriebskraft des Tauchkolbens 74, die zu der linken Seite in 4 ausgeübt wird, zu dem Kolben 55. Zudem leitet die Welle 83 eine Vorspannkraft der Rückstellfeder 56, die auf den Kolben 55 aufgebracht wird, zu dem Tauchkolben 74.
Die Welle 83 ist eine hohle, topfförmige Komponente, die aus einer nichtmagnetischen Metallplatte (beispielsweise einer rostfreien Stahlplatte) gefertigt ist. Ein Teil mit variablem Volumen, der um die Welle 83 herum ausgebildet ist, ist durch Löcher, die eine Umfangswand der Welle 83 durchdringen, und durch einen Innenraum der Welle 83 mit dem axialen Ablassanschluss 69 des Kolbens 55 in Verbindung. Das Innere der Welle 83 ist zudem über einen Belüftungsweg 74a, der sich durch den Tauchkolben 74 entlang der Achse des Tauchkolbens 74 erstreckt, mit einem Teil mit variablem Volumen, der sich an der rechten Seite des Tauchkolbens 74 in 4 befindet, in Verbindung.
Ein magnetisch entgegenwirkendes Element 84, das aus einem Magnetmetall gefertigt ist, ist an der linken Seite der Manschettenführung 78 in 4 in den magnetisch anziehenden Stator 81 eingesetzt. Das magnetisch entgegenwirkende Element 84 ist magnetisch mit dem magnetisch anziehenden Stator 61 gekoppelt, um die magnetische Anziehungskraft des Tauchkolbens 74 zu erhöhen. Das magnetisch entgegenwirkende Element 84 ist durch eine aus einem nichtmagnetischen Metall (beispielsweise einer rostfreien Stahlplatte) gefertigte Blattfeder 85 in Lage fixiert.
Bezugszeichen 86 in 4 bezeichnet einen O-Ring zum Dichten und Bezugszeichen 87 bezeichnet eine Klammer zum Fixieren des Solenoidkolbenventils 51 an dem Zylinderkopf oder dergleichen.
(Beschreibung der ECU)
Die ECU 3 ist wie ein bekannter Computer aufgebaut. Die ECU 3 führt einen VVT-Steuerbetrieb zum Ausführen einer relativen Einschaltdauersteuerung eines Betrags des zugeführten elektrischen Stroms (eines Zuführbetrags des elektrischen Stroms) der Spule 73 auf Grundlage des Betriebszustands der Kraftmaschine (einschließlich eines Betätigungszustands durch einen Fahrzeuginsassen), welcher beispielsweise durch Sensoren erhalten wird, und eines entsprechenden in einem Speicher gespeicherten Programms durch. Wenn der Betrag des zugeführten elektrischen Stroms der Spule 73 durch die ECU 3 gesteuert wird, dann wird die Position des Kolbens 55 derart gesteuert, dass der Hydraulikdruck in den Vorrückungskammern A und der Hydraulikdruck in den Verzögerungskammern B so gesteuert werden, dass die Vorrückungsphase der Nockenwelle 1 auf eine entsprechende Vorrückungsphase gesteuert wird, die dem gegenwärtigen Kraftmaschinenbetriebszustand entspricht.
(Beschreibung des Betriebs des VVT-Systems)
Wenn die Kraftmaschine gestoppt ist, ist der Stopperstift 14 in die Stopperbuchse 17 gepasst. Direkt nach dem Kraftmaschinenstart wird von der Ölpumpe 21 noch kein ausreichender Hydraulikdruck zu jeder Fluidkammer zugeführt. Daher verbleibt der Stift 14 in der Stopperbuchse 17 gepasst und dadurch ist die Nockenwelle 1 an der am meisten verzögerten Position gehalten. Bis der ausreichende Hydraulikdruck zu der Hydraulikkammer zugeführt wird, wird daher verhindert, dass der Gehäuserotor 4 und der Flügelrotor 5 oszillieren und aneinander anschlagen, was durch die durch die Nockenwelle 1 aufgebrachte Drehmomentschwankung hervorgerufen würde.
Wenn nach dem Kraftmaschinenstart der ausreichende Hydraulikdruck von der Ölpumpe 21 zugeführt wird, dann lässt der zu der ersten oder zweiten Stopperfreigabefluidkammer 18, 19 zugeführte Hydraulikdruck den Stopperstift 14 von der Stopperbuchse 17 freigeben. Somit kann sich der Flügelrotor 5 nun relativ zu dem Gehäuserotor 4 drehen. Wenn der Hydraulikdruck der Vorrückungskammern A größer als der der Verzögerungskammern B wird, dann wird der Flügelrotor 5 in Richtung der Vorrückungsseite relativ zu dem Gehäuserotor 4 gedreht, sodass die Nockenwelle 1 vorgerückt wird. Wenn im Gegensatz dazu der Hydraulikdruck der Verzögerungskammern B größer als jener der Nachrückkammern A wird, dann wird der Flügelrotor 5 in Richtung der Verzögerungsseite relativ zu dem Gehäuserotor 4 gedreht, sodass die Nockenwelle 1 verzögert wird.
(Beschreibung des Steuerbetriebs zum Drehen des Flügelrotors in der Verzögerungsrichtung)
Wenn das Solenoidkolbenventil 51 ausgeschaltet ist (wenn der Hubbetrag des Kolbens 55 Null beträgt), dann befindet sich der Kolben 55 in der in 4 gezeigten Position durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 56.
Dieser Zustand wird ausführlich beschrieben.
In diesem Zustand ist der Signalanschluss des Verzögerungsablassteuerventils 28 mit dem OSV-Eingangsanschluss 67 in Verbindung und der Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 ist abgesperrt.
Die Verzögerungskammer B ist mit dem OCV-Eingangsanschluss 63 durch das Verzögerungsrückschlagventil 26 in Verbindung, sodass der Antriebshydraulikdruck zu der Verzögerungskammer B zugeführt wird.
Andererseits ist der Signalanschluss des Vorrückungsablasssteuerventils 25 mit dem zweiten Ablassanschluss 65 in Verbindung und der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 ist geöffnet.
Die Vorrückungskammer A ist durch den dritten Ablassanschluss 71 und den axialen Ablassanschluss 69 mit dem ersten Ablassanschluss 61 in Verbindung, sodass der Hydraulikdruck von der Vorrückungskammer A durch den Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 abgegeben wird.
Somit wird der Antriebshydraulikdruck zu den Verzögerungskammern B zugeführt und der Hydraulikdruck wird von den Vorrückungskammern A abgegeben. Daher wird der Flügelrotor 5 relativ zu dem Gehäuserotor 4 in Richtung der Verzögerungsseite gedreht, sodass die Nockenwelle 1 verzögert wird.
Wenn der Vorrückungsbetrag der Nockenwelle 1 auf die Sollphase an der Verzögerungsseite gesteuert ist, dann empfängt der Flügelrotor 5 die Drehmomentschwankung in Richtung der Verzögerungsseite und der Vorrückungsseite relativ zu dem Gehäuserotor 4. Die Drehmomentschwankung, die auf den Flügelrotor 5 in der Richtung der Vorrückungsseite aufgebracht wird, zwingt den Hydraulikdruck in den Verzögerungskammern B in Richtung der Zuführseite (der Seite des OCV 22). Jedoch ist das Verzögerungsrückschlagventil 26 in dem Verzögerungsfluiddurchlass 46 vorgesehen und der Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 ist durch das Verzögerungsablassteuerventil 28 abgesperrt. Somit wird der Hydraulikdruck in den Verzögerungskammern B nicht durch die Drehmomentschwankung dazu gezwungen, aus den Verzögerungskammern B in Richtung der Zuführseite (der Seite des OCV 22) abgelassen zu werden. Somit wird selbst dann, wenn der Flügelrotor 5 die Drehmomentschwankung in Richtung der Vorrückungsseite in dem Zustand empfängt, in dem der von der Ölpumpe 21 zugeführte Hydraulikdruck noch relativ niedrig ist, der Flügelrotor 5 nicht rückwärts in Richtung der Vorrückungsseite gedrückt. Somit wird das Ansprechverhalten des Flügelrotors 5 zum Erreichen der Sollphase verbessert.
(Beschreibung des Steuerbetriebs zum Drehen des Flügelrotors in der Vorrückungsrichtung)
Wenn das Solenoidkolbenventil 51 eingeschaltet ist (wenn der Hubbetrag des Kolbens 55 der volle Hub ist), dann wird der Kolben 55 durch den Stellbetrieb des elektromagnetischen Stellglieds 53 auf die in 5 gezeigten Position gebracht.
Dieser Zustand wird ausführlich beschrieben.
In diesem Zustand ist der Signalanschluss des Verzögerungsablassteuerventils 28 durch den vierten Ablassanschluss 72 und den axialen Ablassanschluss 69 mit dem ersten Ablassanschluss 61 in Verbindung und dadurch wird der Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 geöffnet.
Die Verzögerungskammer B ist mit dem zweiten Ablassanschluss 65 in Verbindung, sodass der Hydraulikdruck von der Verzögerungskammer B durch den Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 abgegeben wird.
Der Signalanschluss des Vorrückungsablasssteuerventils 25 ist derart mit dem OSV-Eingangsanschluss 67 in Verbindung, dass der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 abgesperrt ist.
Die Vorrückungskammer A ist mit dem OCV-Eingangsanschluss 63 durch das Vorrückungsrückschlagventil 23 derart in Verbindung, dass der Antriebshydraulikdruck zu der Vorrückungskammer A zugeführt wird.
Somit wird der Antriebshydraulikdruck zu der Vorrückungskammer A zugeführt und der Hydraulikdruck wird von der Verzögerungskammer B abgegeben. Dadurch wird der Flügelrotor 5 in Richtung der Vorrückungsseite relativ zu dem Gehäuserotor 4 gedreht. Im Ergebnis wird die Nockenwelle 1 vorgerückt.
Wenn der Vorrückungsbetrag der Nockenwelle 1 auf die Sollphase an der vorgerückten Seite gesteuert ist, dann empfängt der Flügelrotor 5 die Drehmomentschwankung in Richtung der Verzögerungsseite und der Vorrückungsseite relativ zu dem Gehäuserotor 4. Die Drehmomentschwankung, die auf den Flügelrotor 5 in Richtung der Verzögerungsseite aufgebracht wird, zwingt den Hydraulikdruck in den Vorrückungsammern A in Richtung der Zuführseite (der Seite des OCV 22). Jedoch ist das Vorrückungsrückschlagventil 23 in dem Vorrückungsfluiddurchlass 31 vorgesehen und der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 ist durch das Vorrückungsablasssteuerventil 25 abgesperrt. Somit wird der Hydraulikdruck in den Vorrückungskammern A durch die Drehmomentschwankung nicht dazu gezwungen, aus den Vorrückungskammern A in Richtung der Zuführseite (der Seite des OCV 22) abgelassen zu werden. Somit wird selbst dann, wenn der Flügelrotor 5 die Drehmomentschwankung in Richtung der Verzögerungsseite in dem Zustand empfängt, in dem der von der Ölpumpe 21 abgegebene Hydraulikdruck noch relativ niedrig ist, der Flügelrotor 5 nicht in Richtung der Verzögerungsseite zurückgedrückt. Daher wird das Ansprechverhalten des Flügelrotors 5 zum Erreichen der Sollphase verbessert.
(Beschreibung des Beibehaltens des Vorrückungsbetrags)
Wenn der Flügelrotor 5 die Sollphase erreicht, führt die ECU 3 eine Steuerung der relativen Einschaltdauer des Betrags des zugeführten elektrischen Stroms des elektromagnetischen Stellglieds 53 durch, um den Kolben 55 in der mittleren Stellung beizubehalten oder aufrechtzuerhalten, die sich zwischen der Position von 4 und der Position von 5 befindet (in dem Zustand, in dem der Hubbetrag des Kolbens 55 die Hälfte beträgt).
Dieser Zustand wird ausführlich beschrieben.
In diesem Zustand ist der Signalanschluss des Verzögerungsablassteuerventils 28 mit dem OSV-Eingangsanschluss 67 in Verbindung und der Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 27 ist abgesperrt.
Der Verzögerungskammerausgangsanschluss 64 ist durch die dritte Anschlussfläche verschlossen, sodass der Hydraulikdruck der Verzögerungskammern B beibehalten wird.
Der Signalanschluss des Vorrückungsablasssteuerventils 25 ist derart mit dem OSV-Eingangsanschluss 67 in Verbindung, dass der Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass 24 abgesperrt ist.
Der Vorrückungskammerausgangsanschluss 62 ist durch die zweite Anschlussfläche verschlossen, sodass der Hydraulikdruck der Vorrückungskammern A beibehalten wird.
Auf diese Weise werden der Antriebshydraulikdruck der Vorrückungskammern A und der Antriebshydraulikdruck der Verzögerungskammern B beibehalten, sodass der Flügelrotor 5 an seiner Sollphase beibehalten wird.
(Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels)
Wie vorstehend beschrieben ist, hat das VVT-System des ersten Ausführungsbeispiels das einzelne Solenoidkolbenventil 51, das sowohl das OCV 22 zum Zuführen des Antriebshydraulikdrucks zu den Vorrückungskammern A oder den Verzögerungskammern B als auch das OSV 29 zum Steuern des Öffnens und Schließens der Vorrückungs- und Verzögerungsablasssteuerventile 25, 28 aufweist.
Das OCV 22 und das OSV 29 arbeiten daher miteinander zuverlässig und präzise, sodass die Zuverlässigkeit eines VVT-Systems, das zwei Ablasssteuerventile 25, 28 aufweist, verbessert wird.
Indem sie ein einzelnes Solenoidkolbenventil 51 sind, werden das OCV 22 und das OSV 29 mit weniger Verarbeitungsschritten an dem Zylinderkopf oder dergleichen montiert und benötigen weniger Montageplatz, sodass die Montierbarkeit des OCV 22 und des OSV 29 an der Kraftmaschine verbessert wird.
Zudem ist die Komponentenanzahl für das OCV 22 und das OSV 29, die als ein Solenoidkolbenventil 51 vereint sind, geringer als bei getrennten OCV und OSV, sodass die Kosten zum Bereitstellen dieser Ventile verringert werden. Daher können die Kosten des VVT-Systems verringert werden.
Wie vorstehend in dem vorstehenden Abschnitt (2) beschrieben ist, teilen sich das OCV 22 und das OSV 29 des VVT-Systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einen Kolben 55 als ihr Ventilelement.
Dadurch werden weniger Komponenten verwendet, als wenn separate Ventilelemente sowohl für das OCV als auch das OSV bereitgestellt werden.
Wie in dem vorstehenden Abschnitt (3) erörtert wurde, ist das OCV 22 an der Freiluftseite (der Seite des Zylinderkopfs, von der das Hydraulikfluid abgegeben wird) des OSV 29 vorgesehen.
Da das OCV 22, das die größere Hydraulikfluidmenge abgibt, an der Freiluftseite positioniert ist, kann der Druckverlust des von dem OCV 22 abgegebenen Hydraulikfluids reduziert werden und die Ablassleistung des OCV 22 kann verbessert werden.
In diesem Ausführungsbeispiel öffnet sich insbesondere der erste Ablassanschluss 61 der Hülse 54, der sich an dem linken Ende in 4 befindet, in dem Zylinderkopf. Somit kann der Druckverlust des von den Vorrückungskammern A abgegebenen Hydraulikfluids minimiert werden. Daher kann die Vorrückungsgeschwindigkeit verbessert werden. Der erste Ablassanschluss 61 hat einen relativ großen effektiven Anschlussdurchmesser, um den Druckverlust des Hydraulikfluids zu reduzieren. Genauer gesagt ist der Innendurchmesser des Lochs des Federsitzes, der die Rückstellfeder 56 stützt, relativ groß eingestellt.
Wie vorstehend in dem vorstehenden Abschnitt (4) erörtert wurde, teilen sich in dem VVT-System des ersten Ausführungsbeispiels der Ablassanschluss, durch den der Antriebshydraulikdruck an der Seite des OCV 22 abgelassen wird, und der Ablassanschluss, durch den der Vorsteuerhydraulikdruck an der Seite des OSV 29 abgelassen wird, den gemeinsamen Abschnitt.
Genauer gesagt, ist, wie vorstehend erörtert wurde, der zweite Ablassanschluss 65 der gemeinsame Ablassanschluss, der für das OCV 22 und das OSV 29 gemeinsam ist. Ferner ist der erste Ablassanschluss 61 der gemeinsame Ablassanschluss, der für das OCV 22 und das OSV 29 gemeinsam ist.
Somit kann dann, wenn der erste Ablassanschluss 61 und der zweite Ablassanschluss 65 von dem OCV 22 und dem OSV 29 gemeinsam genutzt werden, die axiale Länge des Kolbens 52 reduziert werden und dadurch kann die Größe des Solenoidkolbenventils 51 reduziert werden.
Wie in dem vorstehenden Abschnitt (5) erörtert wurde, hat das VVT-System des ersten Ausführungsbeispiels die Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung zum Beschränken der Übertragung der Hydraulikdruckschwankung des Ablasssystems des OCV 22 zu dem Ablasssystem des OSV 29.
Genauer gesagt ist die Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung des ersten Ausführungsbeispiels eine Ablasstrenneinrichtung zum Abgeben des Hydraulikdrucks von dem Ablasssystem des OCV 22 und des Hydraulikdrucks von dem Ablasssystem des OSV 29 durch unterschiedliche Ablassanschlüsse in dem Vorrückungsbetrieb und zudem zum Abgeben des Hydraulikdrucks von dem Ablasssystem des OCV 22 und des Hydraulikdrucks von dem Ablasssystem des OSV 29 durch unterschiedliche Ablassanschlüsse in dem Verzögerungsbetrieb.
Genauer gesagt, wird während des Verzögerungsbetriebs, wie in 4 gezeigt ist, der Hydraulikdruck der Vorrückungskammern A durch den axialen Ablassanschluss 69 von dem ersten Ablassanschluss 61 abgegeben und der Vorsteuerhydraulikdruck des Vorrückungsablasssteuerventils 25 wird von dem zweiten Ablassanschluss 65 abgegeben.
Ferner wird, wie in 5 gezeigt ist, während des Vorrückungsbetriebs der Hydraulikdruck der Verzögerungskammern B von dem zweiten Ablassanschluss 65 abgegeben und der Vorsteuerhydraulikdruck des Verzögerungsablassteuerventils 28 wird durch den axialen Ablassanschluss 69 von dem ersten Ablassanschluss 61 abgegeben.
Die Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung (Ablasstrenneinrichtung) beschränkt die Übertragung der in dem Ablasssystem des OCV 22 auftretenden Hydraulikdruckschwankung zu dem Ablasssystem des OSV 29. Somit können die Betriebsleistung des Vorrückungsablasssteuerventils 25 und die Betriebsleistung des Verzögerungsablassteuerventils 28 verbessert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind die Komponenten, die gleich wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel erörterten Komponenten sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
(Erste Eigenschaft des zweiten Ausführungsbeispiels)
Das Solenoidkolbenventil 51 des ersten Ausführungsbeispiels hat den ersten Ablassanschluss 61 und den zweiten Ablassanschluss 65 und die Ablassanschlüsse zum Ablassen des Hydraulikfluids.
Im Gegensatz dazu gibt das Solenoidkolbenventil 51 des zweiten Ausführungsbeispiels das Hydraulikfluid lediglich von dem ersten Ablassanschluss 61 ab. Das heißt, in dem zweiten Ausführungsbeispiel wird lediglich der eine Ablassanschluss zum Abgeben des Hydraulikfluids aus dem Solenoidkolbenventil 51 gemeinsam verwendet.
Nun wird jedes Ablasssystem des Solenoidkolbenventils 51 des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Der Vorrückungskammerausgangsanschluss 62 kann durch den dritten Ablassanschluss 71, der sich radial durch den Kolben 55 erstreckt, mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung sein.
Der Verzögerungskammerausgangsanschluss 64 kann durch einen fünften Ablassanschluss 91, der sich radial durch den Kolben 55 erstreckt, mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung sein.
Der Vorrückungsvorsteueranschluss 66 kann durch einen sechsten Ablassanschluss 92, der sich radial durch den Kolben 55 erstreckt, mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung sein.
Der Verzögerungsvorsteueranschluss 68 kann durch den vierten Ablassanschluss 72, der sich radial durch den Kolben 55 erstreckt, mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung sein.
Somit ist in dem in 6 gezeigten Verzögerungsbetrieb (in der AUS-Zeitspanne des elektromagnetischen Stellglieds 53), der Vorrückungskammerausgangsanschluss 62 durch den dritten Ablassanschluss 71 mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung, um das Hydraulikfluid der Vorrückungskammern A von dem ersten Ablassanschluss 61 abzugeben. Zudem ist zu diesem Zeitpunkt der Vorrückungsvorsteueranschluss 66 durch den sechsten Ablassanschluss 62 mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung, um den Vorsteuerhydraulikdruck des Vorrückungsablasssteuerventils 25 von dem ersten Ablassanschluss 61 abzugeben.
Ferner ist in dem in 7 gezeigten Vorrückungsbetrieb (in der EIN-Zeitspanne des elektromagnetischen Stellglieds 53), der Verzögerungskammerausgangsanschluss 64 durch den fünften Ablassanschluss 91 mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung, um das Hydraulikfluid der Verzögerungskammern B von dem ersten Ablassanschluss 61 abzugeben. Zudem ist zu diesem Zeitpunkt der Verzögerungsvorsteueranschluss 68 durch den fünften Ablassanschluss 72 mit dem axialen Ablassanschluss 69 in Verbindung, um den Vorsteuerhydraulikdruck des Verzögerungsablasssteuerventils 28 von dem ersten Ablassanschluss 61 abzugeben.
Wie vorstehend erörtert wurde, gibt es lediglich den einen Ablassanschluss, d. h., den ersten Ablassanschluss 61 zum Abgeben des Hydraulikfluids aus dem Solenoidkolbenventil 51, sodass die Anzahl der Ablassanschlüsse zum Abgeben des Hydraulikfluids aus dem Solenoidkolbenventil 51 minimiert ist. Als ein Ergebnis kann die axiale Abmessung des Kolbenventils 52 verglichen mit der des ersten Ausführungsbeispiels weiter verringert werden.
Da insbesondere der erste Ablassanschluss 61 sich direkt in den Zylinderkopf öffnet, besteht kein Bedarf dazu, einen zusätzlichen Öldurchlass für Ablasszwecke in der Komponente (beispielsweise dem Zylinderkopf) bereitzustellen, in die die Hülse 54 eingesetzt ist. Daher können die Herstellungskosten der Komponente, in der das Solenoidkolbenventil 51 montiert ist, verringert werden.
(Zweite Eigenschaft des zweiten Ausführungsbeispiels)
Ferner ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel die Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung zum Beschränken der Übertragung der Hydraulikdruckschwankung von dem Ablasssystem des OCV 22 zu dem Ablasssystem des OSV 29 von der des ersten Ausführungsbeispiels verschieden.
Wie vorstehend erörtert wurde, geben das Ablasssystem (Anschlüsse 61, 62, 64, 69, 71, 91) des OCV 22 und das Ablasssystem (Anschlüsse 61, 66, 68, 69, 72, 92) des OSV 29 das Hydraulikfluid von dem gemeinsamen Ablassanschluss, d. h. dem ersten Ablassanschluss 61 ab.
Daher ist in der Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels, ähnlich zu der des ersten Ausführungsbeispiels, das Ablasssystem des OCV 22 näher an dem ersten Ablassanschluss 61 positioniert, der sich an der Freiluftseite des Ablasssystems des OSV 29 befindet. Ferner ist die erste Ablassöffnung 61 der Hülse 54 an dem linken Ende von 6 in den Zylinderkopf geöffnet. Zudem ist der Hydraulikfluiddurchlassdurchmesser des Ablasssystems des OCV 22 größer gemacht, während der des OSV 29 kleiner gemacht ist. Genauer gesagt, ist ein Innendurchmesser eines Teils (eines Hydraulikfluiddurchlassteils) 69a des axialen Ablassanschlusses 69 an der Seite, an der sich das Ablasssystem des OCV 22 befindet (an der linken Seite des fünften Ablassanschlusses 91 in der Zeichnung) größer gemacht, während ein Innendurchmesser eines Teils (eines Hydraulikfluiddurchlassteils) 69b des axiales Ablassanschlusses 69 an der Seite, an der sich das Ablasssystem des OSV 29 befindet (an der rechten Seite des sechsten Ablassanschlusses 92 in der Zeichnung) kleiner gemacht.
Selbst in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels, in dem sich das Ablasssystem des OCV 22 und das Ablasssystem des OSV 29 den gleichen Ablassanschluss 61 teilen, kann das Hydraulikfluid durch das Ablasssystem des OCV 22 mit einem niedrigen Strömungswiderstand von dem ersten Ablassanschluss 61 abgegeben werden, indem das Ablasssystem des OCV 22 an der Freiluftseite des Ablasssystems des OSV 29 vorgesehen wird, und indem der Hydraulikfluiddurchlassdurchmesser des Ablasssystems des OCV 22 vergrößert wird und der Hydraulikfluiddurchlassdurchmesser des Ablasssystems des OSV 29 verkleinert wird. Da ferner der kleindurchmessrige Teil 69b (die Seite des OSV 29) des axialen Ablassanschlusses 69 als Drossel wirkt, kann die Übertragung der Hydraulikdruckschwankung des Ablasssystems des OCV 22 auf das Ablasssystem des OSV 29 beschränkt werden.
Durch Beschränken der Übertragung der Hydraulikdruckschwankung, die von dem OCV 22 abgegeben wird, auf das Ablasssystem des OSV 29, können die Betriebsleistung des Vorrückungsablasssteuerventils 25 und die Betriebsleistung des Verzögerungsablassteuerventils 28 verbessert werden.
(Modifikationen)
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen teilen sich das OCV 22 und das OSV 29 den gleichen Kolben 55 als ihr Kolbenventilelement. Alternativ kann das OCV 22 seinen eigenen Kolben haben und das OSV 29 kann seinen eigenen Kolben haben. Der Kolben des OCV 22 und der Kolben des OSV 29 können so angeordnet sein, dass sie in der Hülse 54 miteinander in Kontakt sind. Diese getrennten Kolben können direkt miteinander in Kontakt sein oder sie können über ein Zwischenelement indirekt miteinander in Kontakt sein.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird ein rohrförmiger Kolben 55 verwendet, der entlang seiner Achse den axialen Ablassanschluss 69 hat. Jedoch ist die Struktur des Kolbens 55 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Kolben 55 als ein Festkörperkolben ausgebildet sein, der eine Vielzahl von großdurchmessrigen Teilen und kleindurchmessrigen Teilen zum Öffnen und Schließen der Anschlüsse hat.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird die rohrförmige Hülse 54 verwendet. Jedoch kann auf die Hülse 54 verzichtet werden. In einem solchen Fall kann der Kolben 55 direkt in die Komponente (beispielsweise in den Zylinderkopf) eingesetzt sein, in der das komplexe Ventil (in den vorgenannten Ausführungsbeispielen das Solenoidkolbenventil 51) installiert wird, das sowohl das OCV als auch das OSV aufweist.
Die Struktur des elektromagnetischen Stellglieds 53 in den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist lediglich ein Beispiel und verschiedene andere Arten von Stellgliedern können verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, das elektromagnetische Stellglied zu verwenden, bei dem der Tauchkolben 74 in der Axialrichtung der Spule 73 angeordnet ist.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird die Ventilzeitgebung verzögert, wenn das Stellglied 53 ausgeschaltet ist. Alternativ kann die Ventilzeitgebung vorgerückt werden, wenn das Stellglied 53 ausgeschaltet ist.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist das Verzögerungsrückschlagventil 26 (ebenso wie die relevante Struktur, die das Verzögerungsablassteuerventil 28 aufweist) in dem Verzögerungsfluiddurchlass 46 vorgesehen. Jedoch wirkt die Drehmomentschwankung der Nockenwelle 1 hauptsächlich in Richtung der Verzögerungsseite, sodass die Ansprechverspätung in dem Verzögerungsbetrieb verglichen zu dem Vorrückungsbetrieb weniger häufig ist. Somit kann das Verzögerungsrückschlagventil 26 (ebenso wie die relevante Struktur, die das Verzögerungsablassteuerventil 28 aufweist) abgegeben werden, um die Struktur des VVT-Systems zu vereinfachen. Als weitere Alternative kann das Vorrückungsrückschlagventil 23 (ebenso wie die relevante Struktur, die das Vorrückungsablasssteuerventil 25 aufweist) abgegeben werden, um die Struktur des VVT-Systems zu vereinfachen.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist das komplexe Ventil (in den vorgenannten Ausführungsbeispielen das Solenoidkolbenventil 51), das das OCV und das OSV hat, so implementiert, dass es die Kolbenventilstruktur hat. Alternativ kann in dem komplexen Ventil eine andere geeignete Ventilstruktur (beispielsweise eine Drehventilstruktur) verwendet werden.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird als das Stellglied das elektromagnetische Stellglied 53 verwendet, das das komplexe Ventil antreibt, das das OCV und das OSV aufweist. Alternativ kann ein anderes geeignetes Stellglied verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, ein elektrisches Stellglied zu verwenden, welches die Drehung eines elektrischen Motors in eine axiale Kraft umwandelt und die umgewandelte axiale Kraft auf den Kolben 55 aufbringt. Ferner kann eine andere Bauweise eines elektrischen Stellglieds, etwa ein piezoelektrisches Stellglied verwendet werden. Als weitere Alternative kann das komplexe Ventil, das das OCV und das OSV hat, durch den Vorsteuerhydraulikdruck angetrieben werden.
In den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist der VCT-Mechanismus 2 an der Nockenwelle 1 vorgesehen. Alternativ kann der VCT-Mechanismus 2 an einem anderen geeigneten Teil, etwa der Kraftmaschinenkurbelwelle vorgesehen sein.
Der VCT-Mechanismus 2, der in den vorgenannten Ausführungsbeispielen gezeigt und beschrieben ist, ist lediglich ein Beispiel. Die vorgenannten Ausführungsbeispiele können modifiziert werden, solange die Ventilzeitgebung unter Verwendung des Hydraulikstellglieds des VCT-Mechanismus 2 vorrückgesteuert werden kann.
Beispielsweise werden in den vorgenannten Ausführungsbeispielen die drei Gleitstücke 8a verwendet, um das Innere des Gehäuserotors 4 in die drei Vertiefungen zu unterteilen, und die drei Flügel 5a sind an dem Außenumfangsteil des Flügelrotors 5 vorgesehen. Jedoch kann die Anzahl der Gleitstücke 8a und die Anzahl der Flügel 5a auf eine andere Anzahl geändert werden, solange zumindest ein Gleitstück 8a und zumindest ein Flügel 5a vorgesehen sind.
Ferner dreht sich in den vorgenannten Ausführungsbeispielen der Gehäuserotor 4 mit der Kurbelwelle und der Flügelrotor 5 dreht sich mit der Nockenwelle 1. Alternativ kann sich der Flügelrotor 5 mit der Kurbelwelle drehen und der Gehäuserotor 4 kann sich mit der Nockenwelle 1 drehen.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind für den Fachmann einfach ersichtlich. Die Erfindung in ihrem breitesten Sinn ist daher nicht auf die bestimmten Details, repräsentative Geräte und veranschaulichende Beispiele beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben sind.
Ein Phasensteuerventil (22), das einen Antriebshydraulikdruck zu einer Vorrückungskammer (A) oder einer Verzögerungskammer (B) zuführt, ist mit einem Ablassschaltventil (29), welches das Öffnen und Schließen eines Vorrückungsablasssteuerventils (25) und das Öffnen und Schließen eines Verzögerungsablasssteuerventils (28) steuert, vereint, um ein Solenoidkolbenventil (51) zu bilden. Das Vorrückungsablasssteuerventil (25) ist in einem Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (24) vorgesehen, der ein Vorrückungsrückschlagventil (23) umgeht, und es ist durch einen Vorsteuerhydraulikdruck zum Öffnen und Schließen des Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlasses (24) angetrieben. Das Verzögerungsablasssteuerventil (28) ist in einem Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (27) vorgesehen, der ein Verzögerungsrückschlagventil (26) umgeht, und ist durch einen Vorsteuerhydraulikdruck angetrieben, um den Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (27) zu öffnen und zu schließen.

Claims

Ventilzeitgebungssteuersystem für eine Brennkraftmaschine mit: einem Mechanismus (2) zur variablen Ventilzeitgebung, der Folgendes aufweist: eine Vorrückungskammer (A), die in einem Vorrückungsbetrieb einen Antriebshydraulikdruck derart ausübt, dass ein ausgangsseitiger Rotor (5), der eine Nockenwelle (1) der Brennkraftmaschine antreibt, relativ zu einem eingangsseitigen Rotor (4), der durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben ist, in Richtung einer Vorrückungsseite gedreht wird; und eine Verzögerungskammer (B), die in einem Verzögerungsbetrieb einen Antriebshydraulikdruck derart ausübt, dass der ausgangsseitigen Rotor (5) relativ zu dem eingangsseitigen Rotor (4) in Richtung einer Verzögerungsseite gedreht wird; ein Phasensteuerventil (22), das den Antriebshydraulikdruck bezüglich der Vorrückungskammer (A) und der Verzögerungskammer (B) zuführt und ablässt; eine hydraulische Steueranordnung (23, 25, 26, 28), die die Hydraulikverbindung zwischen dem Mechanismus (2) zur variablen Ventilzeitgebung und dem Phasensteuerventil (22) steuert und die zumindest eines von Folgendem aufweist: eine Kombination aus einem Vorrückungsrückschlagventil (23) und einem Vorrückungsablasssteuerventil (25), wobei das Vorrückungsrückschlagventil (23) in einem Vorrückungshydraulikdurchlass (31), der einen Steuerhydraulikdruck des Phasensteuerventils (22) zu der Vorrückungskammer (A) leitet, vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass das Hydraulikfluid von dem Phasensteuerventil (22) zu der Vorrückungskammer (A) strömt, und um zu verhindern, dass das Hydraulikfluid von der Vorrückungskammer (A) zu dem Phasensteuerventil (22) strömt, und wobei das Vorrückungsablasssteuerventil (25) in einem Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (24) vorgesehen ist, der das Vorrückungsrückschlagventil (23) umgeht, und wobei es durch einen Vorsteuerhydraulikdruck angetrieben ist, um den Vorrückungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (24) zu öffnen und zu schließen; eine Kombination aus einem Verzögerungsrückschlagventil (26) und einem Verzögerungsablasssteuerventil (28), wobei das Verzögerungsrückschlagventil (26) in einem Verzögerungshydraulikdurchlass (46), der den Steuerhydraulikdruck des Phasensteuerventils (22) zu der Verzögerungskammer (B) leitet, vorgesehen ist, um zu ermöglichen, dass das Hydraulikfluid von dem Phasensteuerventil (22) zu der Verzögerungskammer (B) strömt, und um zu verhindern, dass das Hydraulikfluid von der Verzögerungskammer (B) zu dem Phasensteuerventil (22) strömt, und wobei das Verzögerungsablassteuerventil (28) in einem Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (27) vorgesehen ist, der das Verzögerungsrückschlagventil (26) umgeht, und wobei es durch einen Vorsteuerhydraulikdruck angetrieben ist, um den Verzögerungsrückschlagventilumgehungsdurchlass (27) zu öffnen und zu schließen; und ein Ablassschaltventil (29), welches den Vorsteuerhydraulikdruck bezüglich zumindest des Vorrückungsablasssteuerventils (25) oder des Verzögerungsablassteuerventil (28) zuführt und ablässt, wobei das Phasensteuerventil (22) und das Ablassschaltventil (29) miteinander als ein komplexes Ventil (51) vereint sind und durch ein gemeinsames Stellglied (53) angetrieben werden.
Ventilzeitgebungssteuersystem gemäß Anspruch 1, wobei das komplexe Ventil (51) einen Kolben (55) aufweist, der als ein Ventilelement des Phasensteuerventils (22) und als ein Ventilelement des Ablassschaltventils (29) gemeinsam verwendet wird.
Ventilzeitgebungssteuersystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Phasensteuerventil (22) in dem komplexen Ventil (51) an einer Freiluftseite des Ablassschaltventils (29) vorgesehen ist.
Ventilzeitgebungssteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das komplexe Ventil (51) einen Ablassanschluss (61, 65) hat, der sowohl zumindest einen Teil eines Ablassanschlusses des Phasensteuerventils (22), von dem der Antriebshydraulikdruck von dem Phasensteuerventil (22) abgelassen wird, als auch zumindest einen Teil eines Ablassanschlusses des Ablassschaltventils (29) bildet, von dem der Vorsteuerhydraulikdruck von dem Ablassschaltventil (29) abgelassen wird.
Ventilzeitgebungssteuersystem gemäß Anspruch 4, wobei das komplexe Ventil (51) eine Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung (61, 65, 69) hat, die dazu dient, die Übertragung der Hydraulikdruckschwankung eines Ablasssystems (61, 62, 64, 65, 69, 71, 91) des Phasensteuerventils (22) auf ein Ablasssystem (61, 65, 66, 68, 69, 72, 92) des Ablassschaltventils (29) zu beschränken.
Ventilzeitgebungssteuersystem gemäß Anspruch 5, wobei die Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung (61, 65) eine Ablasstrenneinrichtung ist, die dazu dient, den Hydraulikdruck von dem Ablasssystem (61, 62, 64, 65, 69, 71) des Phasensteuerventils (22) und den Hydraulikdruck von dem Ablasssystem (61, 65, 66, 68, 69, 72) des Ablassschaltventils (29) in dem Vorrückungsbetrieb jeweils durch verschiedene Ablassanschlüsse (61, 65) abzugeben, und die zudem dazu dient, den Hydraulikdruck von dem Ablasssystem (61, 62, 64, 65, 69, 71) des Phasensteuerventils (22) und den Hydraulikdruck von dem Ablasssystem (61, 65, 66, 68, 69, 72) des Ablassschaltventils (29) in dem Verzögerungsbetrieb jeweils durch die verschiedenen Ablassöffnungen (61, 65) abzugeben.
Ventilzeitgebungssteuersystem gemäß Anspruch 5, wobei das Ablasssystem (61, 62, 64, 69a, 71, 91) des Phasensteuerventils (22) und das Ablasssystem (61, 66, 68, 69b, 72, 92) des Ablassschaltventils (29) in dem komplexen Ventil (51) eine gemeinsame Ablassöffnung (61) gemeinsam nutzen; und die Druckpulsationsübertragungsbeschränkungseinrichtung (61, 69a, 69b) derart aufgebaut ist, dass das Ablasssystem (62, 64, 69a, 91) des Phasensteuerventils (22) an einer Freiluftseite des Ablasssystems (66, 68, 69b, 72, 92) des Ablassschaltventils (29) vorgesehen ist, und ein Durchmesser eines Hydraulikfluiddurchlassteils (69a) des Ablasssystems (61, 62, 64, 69a, 71, 91) des Phasensteuerventils (22) größer als ein Durchmesser eines Hydraulikfluiddurchlassteils (69b) des Ablasssystems (61, 66, 68, 69b, 72, 92) des Ablassschaltventils (29) eingestellt ist.