-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem,
das die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten (im
Weiteren einfach als Ventilsteuerzeiten bezeichnet) zumindest eines Einlassventils
und/oder eines Auslassventils einer Brennkraftmaschine steuert.
-
In
einem jüngst vorgeschlagenen Ventilsteuerzeitensteuerungssystem
wird eine Drehphase einer Abtriebswelle bezüglich einer
Antriebswelle durch einen Fluiddruck eines Arbeitsfluids gesteuert, welches
zu Nachrückkammern und Vorrückkammern zugeführt
wird, um die Ventilsteuerzeitensteuerung zumindest eines Ventils
von einem Einlassventil und einem Auslassventil zu steuern (siehe
beispielsweise
Japanisches Patent
Nr. 2998565 ). Das Zuführen des Arbeitsfluids zu
den Nachrückkammern und den Vorrückkammern und
das Ablassen des Arbeitsfluids von den Nachrückkammern
und den Vorrückkammern wird durch ein Fluidsteuerventil
gesteuert, welches beispielsweise als ein bekanntes Solenoidkolbenventil
ausgebildet ist.
-
Jedoch
ist eine Öffnungsfläche des Fluidsteuerventils
kleiner als ein Fluiddurchlass von anderen sich von dem Fluidsteuerventil
unterscheidenden Vorrichtungen. Somit wird dann, wenn eine Viskosität des
Arbeitsfluids, etwa eines Hydrauliköls, unter Bedingungen
bei niedriger Temperatur erhöht wird, eine Durchflussmenge
des Arbeitsfluids, das von dem Fluidsteuerventil zu den Nachrückkammern
und den Vorrückkammern zugeführt wird, verglichen
mit der Bedingung bei hoher Temperatur, verringert. Somit wird die
Zeit, die dazu erforderlich ist, das Hydrauliköl in die
Nachrückkammern oder die Vorrückkammern einzufüllen,
um die Phasensteuerung auszuführen, in nachteiliger Weise
verlängert, sodass das Ansprechverhalten der Phasensteuerung
verringert also verschlechtert wird. Wenn das Ansprechverhalten
der Phasensteuerung verringert ist, weicht die Steuerung der Ventilsteuerzeiten
ab.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile
gemacht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem
zu schaffen, das das Ansprechverhalten der Phasensteuerung unter
einer Niedertemperaturbedingung verbessern kann.
-
Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein
Ventilsteuerzeitensteuerungssystem vorgesehen, das in einem Antriebskraftübertragungssystem
vorgesehen ist, welches eine Antriebskraft von einer Antriebswelle
einer Brennkraftmaschine auf eine Abtriebswelle überträgt,
die zum Öffnen und Schließen zumindest eines Einlassventils und/oder
eines Auslassventil der Kraftmaschine angetrieben wird. Das Ventilsteuerzeitensteuerungssystem
steuert die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten
zumindest des Einlassventils und/oder des Auslassventil. Das Ventilsteuerzeitensteuerungssystem hat
einen Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus, zumindest ein Fluidsteuerventil,
ein Verbindungssteuerventil und eine Bypasssteuereinrichtung. Der
Ventilmechanismus steuert eine Drehphase der Abtriebswelle bezüglich
der Antriebswelle gemäß einem in zumindest einer
Nachrückkammer des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
ausgeübten Fluiddruck des Arbeitsfluids und gemäß einem in
zumindest einer Vorrückkammer des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
ausgeübten Fluiddruck des Arbeitsfluids. Das zumindest
eine Fluidsteuerventil ist an seiner ersten Seite an einem Fluidzuführdurchlass
und einem Fluidablassdurchlass angeschlossen und ist an seiner zweiten
Seite an einem mit der zumindest einen Nachrückkammer verbundenen
Nachrückdurchlass und an einem mit der zumindest einen
Vorrückkammer verbundenen Vorrückdurchlass angeschlossen.
Das zumindest eine Fluidsteuerventil steuert einen Verbindungszustand
des Nachrückdurchlasses und des Vorrückdurchlasses bezüglich
des Fluidzuführdurchlasses und des Fluidablassdurchlasses.
Das Verbindungssteuerventil stellt her und trennt eine Verbindung
eines sich von dem Fluidzuführdurchlass erstreckenden und
das zumindest eine Fluidsteuerventil umgehenden Bypass- bzw. Umgehungsdurchlasses
mit zumindest einem Durchlass von dem Nachrückdurchlass
und dem Vorrückdurchlass. Die Bypasssteuereinrichtung dient dem
Steuern des Verbindungssteuerventils. Die Bypasssteuereinrichtung steuert
das Verbindungssteuerventil, um die Verbindung des Bypassdurchlasses mit
zumindest einem Durchlass von dem Nachrückdurchlass und
dem Vorrückdurchlass herzustellen, wenn eine Temperatur
gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist. Die Bypasssteuereinrichtung
steuert das Verbindungssteuerventil, um die Verbindung des Bypassdurchlasses
mit zumindest einem Durchlass von dem Nachrückdurchlass
und dem Vorrückdurchlass zu trennen, wenn die Temperatur
höher als die vorbestimmte Temperatur ist.
-
Um
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist zudem
ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem vorgesehen, das in einem
Antriebskraftübertragungssystem vorgesehen ist, das eine Antriebskraft
von einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine auf eine Abtriebswelle überträgt,
die zum Öffnen und Schließen zumindest eines Einlassventils
und/oder eines Auslassventils der Kraftmaschine angetrieben wird.
Das Ventilsteuerzeitensteuerungssystem steuert die Öffnungs-
und Schließsteuerzeiten zumindest des Einlassventils und/oder
des Auslassventils. Das Ventilsteuerzeitensteuerungssystem hat einen
Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus, ein erstes Fluidsteuerventil
und ein zweites Fluidsteuerventil. Der Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
steuert eine Drehphase der Abtriebswelle bezüglich der
Antriebswelle gemäß einem Fluiddruck des Arbeitsfluids,
der in zumindest einer Nachrückkammer des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
ausgeübt wird, und gemäß einem Fluiddruck
des Arbeitsfluids, der in zumindest einer Vorrückkammer
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus ausgeübt wird.
Das erste Fluidsteuerventil ist an seiner ersten Seite an einem
Fluidzuführdurchlass und einem Fluidablassdurchlass angeschlossen
und ist an seiner zweiten Seite an einem mit der zumindest einen
Nachrückkammer verbundenen Nachrückdurchlass und
an einem mit der zumindest einen Vorrückkammer verbundenen
Vorrückdurchlass angeschlossen. Das erste Fluidsteuerventil
hat ein erstes Gehäuse, ein erstes Ventilelement und eine
erste Solenoidantriebsanordnung. Das erste Gehäuse hat
eine Vielzahl von Öffnungen, die jeweils mit dem Fluidzuführdurchlass,
dem Fluidablassdurchlass, dem Nachrückdurchlass und dem Vorrückdurchlass
in Verbindung sind. Das erste Ventilelement ist hin und her verschiebbar
in dem ersten Gehäuse aufgenommen, um einen Verbindungszustand
des Nachrückdurchlasses und des Vorrückdurchlasses
bezüglich des Fluidzuführdurchlasses und des Fluidablassdurchlasses
gemäß einer Stellung des ersten Ventilelements
in einer Hin- und Herbewegungsrichtung des ersten Ventilelements
zu steuern. Die erste Solenoidantriebsanordnung treibt das erste
Ventilelement in der Hin- und Herbewegungsrichtung des ersten Ventilelements
an. Das zweite Fluidsteuerventil ist an seiner ersten Seite an dem
Fluidzuführdurchlass und dem Fluidablassdurchlass angeschlossen
und ist an einer zweiten Seite des zweiten Fluidsteuerventils an
dem Nachrückdurchlass und dem Vorrückdurchlass
angeschlossen. Das zweite Fluidsteuerventil ist parallel zu dem
ersten Fluidsteuerventil angeordnet. Das zweite Fluidsteuerventil
hat ein zweites Gehäuse, ein zweites Ventilelement und
eine zweite Solenoidantriebsanordnung. Das zweite Gehäuse
hat eine Vielzahl von Öffnungen, die jeweils mit dem Fluidzuführdurchlass, dem
Fluidablassdurchlass, dem Nachrückdurchlass bzw. dem Vorrückdurchlass
in Verbindung sind. Das zweite Ventilelement ist hin und her beweglich
in dem zweiten Gehäuse aufgenommen, um den Verbindungszustand des
Nachrückdurchlasses und des Vorrückdurchlasses
bezüglich des Fluidzuführdurchlasses und des Fluidablassdurchlasses
gemäß einer Stellung des zweiten Ventilelements
in einer Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Ventilelements zu
steuern. Die zweite Solenoidantriebsanordnung treibt das zweite
Ventilelement in der Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Ventilelements
an. Eine Dichtungslänge zwischen dem zweiten Ventilelement
und einer Innenumfangswand des zweiten Gehäuses in dem
zweiten Fluidsteuerventil ist kürzer als eine Dichtungslänge
zwischen dem ersten Ventilelement und einer Innenumfangswand des
ersten Gehäuses in dem ersten Fluidsteuerventil.
-
Die
Erfindung ist zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben,
Merkmalen und Vorteilen am besten aus der folgenden Beschreibung,
den beiliegenden Ansprüchen und den zugehörigen
Zeichnungen verständlich, in denen:
-
1 eine
schematische Ansicht eines Ventilsteuerzeitensteuerungssystems gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
Längsschnittansicht ist, die einen Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
-
3 eine
Querschnittansicht ist, die den Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;
-
4 ein
Schaubild ist, das eine Änderung eines Öldrucks
an verschiedenen Stellen nach dem Start einer Brennkraftmaschine
zeigt;
-
5 ein
Schaubild ist, das eine Beziehung einer Öltemperatur und
eines Öldrucks, bezogen auf eine Auffüllzeit,
zeigt;
-
6 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Öldurchlasssteuerbetrieb
zum Zeitpunkt des Startens der Kraftmaschine zeigt;
-
7 eine
schematische Ansicht eines Ventilsteuerzeitensteuerungssystems gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
-
8 eine
schematische Ansicht eines Ventilsteuerzeitensteuerungssystems gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
-
9 eine
schematische Ansicht eines Ventilsteuerzeitensteuerungssystems gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
-
10 eine
schematische Ansicht eines Ventilsteuerzeitensteuerungssystems gemäß einem fünften
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
-
11A eine Schnittansicht ist, die ein Ölsteuerventil
des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;
-
11B eine vergrößerte Schnittansicht
ist, die einen Kolben und eine Hülse des in 11A gezeigten Ölsteuerventils zeigt;
-
12A eine Schnittansicht ist, die ein anderes Ölsteuerventil
des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;
-
12B eine vergrößerte Schnittansicht
ist, die einen Kolben und eine Hülse des in 12A gezeigten Ölsteuerventils zeigt;
-
13 ein
Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen einem Hubbetrag eines
Kolbens und einer Durchflussmenge von hydraulischem Öl
zeigt;
-
14A ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen
einer relativen Einschaltdauer und einem Ansprechen des in 12A und 12B gezeigten Ölsteuerventils
zeigt;
-
14B ein Schaubild ist, das eine Beziehung zwischen
einer relativen Einschaltdauer und einem Ansprechen des in 11A und 11B gezeigten Ölsteuerventils
zeigt;
-
15A eine Schnittansicht ist, die ein Ölsteuerventil
eines sechsten Ausführungsbeispiels zeigt; und
-
15B eine vergrößerte Schnittansicht
ist, die einen Kolben und eine Hülse des in 15A gezeigten Ölsteuerventils zeigt.
-
(Erstes Ausführungsbeispiel)
-
1 zeigt
ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das Ventilsteuerzeitensteuerungssystem 2 des vorliegenden
Ausführungsbeispiels ist von einer hydraulisch gesteuerten Art,
das einen Hydraulikdruck eines Hydrauliköls als einen Fluiddruck
eines Arbeitsfluids verwendet und das die Ventilsteuerzeiten von
Einlassventilen steuert. Ein Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 des
Ventilsteuerzeitensteuerungssystems 2 überträgt
eine Antriebskraft einer nicht gezeigten Kurbelwelle (die als eine
Antriebswelle dient) auf eine Nockenwelle (die als eine Abtriebswelle
dient) 6.
-
Ein Ölzuführdurchlass 200 und
ein Ölablassdurchlass 202 sind an einem Nachrücköldurchlass 210 und
an einem Vorrücköldurchlass 212 durch
ein (als Fluidsteuerventil dienendes) Ölsteuerventil 8 angeschlossen.
Der Ölzuführdurchlass 200 dient als ein Fluidzuführdurchlass
der vorliegenden Erfindung und der Ölablassdurchlass 202 dient
als ein Fluidablassdurchlass der vorliegenden Erfindung. Das Ölsteuerventil 8 ist
ein Solenoidventil einer bekannten Bauart, das als ein Ventilelement
einen in Achsrichtung verschiebbaren Kolben verwendet. Das Ölsteuerventil 8 stellt
zwischen einem ausgewählten Durchlass von dem Ölzuführdurchlass 200 und
dem Ölablassdurchlass 202 und einem ausgewählten
Durchlass von dem Nachrücköldurchlass 210 und
dem Vorrücköldurchlass 212 in Abhängigkeit
einer Stellung eines durch eine Antriebskraft einer Solenoidnatriebsanordnung
hin und her beweglich angetriebenen Kolbens eine Verbindung her.
Das Ölsteuerventil 8 kann zudem in einer zwischenliegenden
Haltestellung angeordnet sein, an der sowohl der Ölzuführdurchlass 200 als
auch der Ölablassdurchlass 202 von dem Nachrücköldurchlass 210 und
dem Vorrücköldurchlass 212 getrennt sind.
-
Ein
(als Bypassdurchlass dienender) Bypassöldurchlass 220 verbindet
zwischen dem Ölzuführdurchlass 220 und
dem Nachrücköldurchlass 210, während
das Ölsteuerventil 8 umgangen wird. Ein (als ein
Umgehungsöffnungs- und -schließventil, das auch
als ein Verbindungssteuerventil bezeichnet wird, dienendes) Solenoidventil 14 ist
in dem Umgehungsöldurchlass 220 vorgesehen, um
den Umgehungsöldurchlass 220 zu öffnen
und zu schließen. Ein Verbindungsöldurchlass (der
als ein Verbindungsdurchlass dient) 230 verbindet zwischen
dem Nachrücköldurchlass 210 und dem Vorrücköldurchlass 212.
Ein (als ein eine Verbindung öffnendes und schließendes
Ventil dienendes) Solenoidventil 16 ist in dem Verbindungsöldurchlass 230 vorgesehen,
um den Verbindungsöldurchlass 230 zu öffnen
und zu schließen.
-
Eine
elektronische Steuereinheit (ECU) 70, die als eine Umgehungssteuereinrichtung
dient, hat eine CPU, einen ROM, einen RAM und einen Zwischenspeicher
(Flush Memory). Die ECU 70 führt ein Steuerprogramm
aus, das in dem ROM oder dem Zwischenspeicher gespeichert ist, um
das Ölsteuerventil 8 auf Grundlage eines Betriebszustands
einer Brennkraftmaschine zu schalten, und öffnet und schließt
zudem die Solenoidventile 14, 16 auf Grundlage
eines Messsignals eines in einem Ablauf 12 vorgesehenen Öltemperatursensors 13.
-
Unter
Bezugnahme auf 2 und 3 wird ein
Aufbau des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 beschrieben.
-
Ein
(als antriebsseitiger Rotor dienendes) Gehäuse 20 hat
ein Kettenrad 22 (das die eine von zwei Seitenwänden
des Gehäuses bildet), eine Umfangswand 25 und
eine Frontplatte 26 (die die andere der beiden Seitenwände
bildet). Die Umfangswand 25 und die Frontplatte 26 sind
einstückig ausgebildet und bilden ein Schuhgehäuse 24.
Das Kettenrad 22 und das Schuhgehäuse 24 sind
mittels Schrauben 32 koaxial aneinander befestigt. Das
Kettenrad 22 ist über eine nicht gezeigte Kette
mit der nicht gezeigten Kurbelwelle gekoppelt, um deren Antriebskraft
zu empfangen, und sie wird dadurch zusammen mit der Kurbelwelle
gedreht.
-
Die
(als Abtriebswelle dienende) Nockenwelle 6 empfängt
die Antriebskraft der Kurbelwelle durch den Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4, um
die nicht gezeigten Einlassventile zu öffnen und zu schließen.
Die Nockenwelle 6 ist bezüglich des Kettenrads 22 drehbar,
während eine vorbestimmte Phasendifferenz dazwischen beibehalten
wird. Das Gehäuse 20 und die Nockenwelle 6 drehen
sich in der Richtung des Uhrzeigersinns, wenn man das Gehäuse 20 und
die Nockenwelle 6 in einer Richtung eines Pfeils X von 2 betrachtet.
Im weiteren Verlauf wird diese Drehrichtung als eine Vorrückrichtung bezeichnet.
-
Wie
in 3 gezeigt ist, hat das Schuhgehäuse 24 vier
Schuhe 24a bis 24d, die als trapezförmige
Abschnitte ausgebildet sind, die in der Drehrichtung einer nach
dem anderen angeordnet sind. Eine Innenumfangsfläche eines
jeden Schuhs 24a bis 24d ist so konfiguriert,
dass sie einen bogenförmigen Querschnitt bildet. Die Schuhe 24a bis 24d definieren vier
fächerförmige Zwischenräume in der Drehrichtung.
Diese Zwischenräume bilden Aufnahmekammern 60,
die jeweils Flügel 28a bis 28d aufnehmen.
-
Ein
Flügelrotor 28 hat eine Nabe 28e und
die Flügel 28a bis 28d. Die Flügel 28a bis 28d sind
einer nach dem anderen bei im Wesentlichen gleichen Intervallen
in der Drehrichtung entlang einer Außenumfangsfläche
der Nabe 28e angeordnet. Die Flügel 28a bis 28d sind
jeweils drehbar in den Aufnahmekammern 60 aufgenommen.
Jeder Flügel 28a bis 28d teilt die entsprechende
Aufnahmekammer 60 in eine Nachrückkammer und eine
Vorrückkammer (Hydraulikdruckkammern). Pfeile, die jeweils
die Nachrückrichtung und die Vorrückrichtung angeben,
zeigen die Nachrückrichtung und die Vorrückrichtung des
Flügelrotors 28 bezüglich des Gehäuses 20.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Flügelrotor (der
als ein abtriebsseitiger Rotor dient) 28 mit einer axialen
Endfläche 6a der Nockenwelle 6 in Kontakt
und ist einstückig an der Nockenwelle 6 mittels
einer Schraube 30 entlang einer Buchse 34 angeschlossen.
Ein nicht gezeigter Positionierungsstift ist in ein Passloch der Nockenwelle 6 und
in ein Passloch der Nabe 28e gepasst, sodass eine Stellung
des Flügelrotors 28 bezüglich der Nockenwelle 6 in
der Drehrichtung fixiert ist.
-
Der
Flügelrotor 28 ist drehbar in dem Gehäuse 20 aufgenommen.
Die axialen Innenseitenwände des Gehäuses 20 sind
gegenüberliegend zu und sind verschiebbar in Eingriff mit
den axialen Außenseitenwänden des Flügelrotors 28.
Zudem ist eine Innenumfangswand der Umfangswand 28 radial
gegenüberliegend zu und in verschiebbarem Eingriff mit
einer Außenumfangswand des Flügelrotors 28.
-
Wie
in 3 gezeigt ist, sind Dichtungselemente 36 in
Gleitzwischenräumen zwischen der Umfangswand 25 und
dem Flügelrotor 28 angeordnet, die einander in
der Radialrichtung gegenüberliegen. Die Dichtungselemente 36 sind
jeweils in Vertiefungen eingepasst, die in den Flügeln 28a bis 28d und der
Nabe 28e vorgesehen sind. Ferner werden die Dichtungselemente 36 jeweils
durch Blattfedern 38 (2) gegen
die Innenumfangswand der Umfangswand 25 gedrängt,
welche die Schuhe 24a bis 24d aufweist. Die kleinen
Gleitzwischenräume sind zwischen der Außenumfangswand
des Flügelrotors 28 und der Innenumfangswand der
Umfangswand 25 ausgebildet. Die Dichtungselemente 36 begrenzen die
Leckage des Hydrauliköls zwischen den Hydraulikdruckkammern
durch die kleinen Gleitzwischenräume.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, ist ein zylindrischer Führungsring 40 in
ein entsprechendes Loch des Flügels 28a pressgepasst.
Ein (als zylindrisches Eingriffselement dienender) Anschlagskolben 42 ist
axial hin und her beweglich in dem Führungsring 40 aufgenommen.
Ein Eingriffsring 44, der ein Eingriffsloch 45 bildet,
ist in eine in der Frontplatte 26 ausgebildete Vertiefung
pressgepasst. Der Anschlagkolben 42 und der Eingriffsring 44 sind
zueinander abgeschrägt, sodass der Anschlagkolben 42 problemlos
mit dem Eingriffsring 44 in Eingriff gelangen kann. Eine
Feder 46 bringt eine Kraft gegen den Anschlagkolben 42 in Richtung
des Eingriffsrings 44 auf.
-
Der
Druck des Hydrauliköls, der zu einer Hydraulikdruckkammer 50 und
einer Hydraulikdruckkammer 52 zugeführt wird,
wirkt in einer Richtung zum Abrücken des Anschlagkolbens 42 von
dem Eingriffsring 44. Die Hydraulikdruckkammer 50 ist
mit der Vorrückkammer 65 (3) in Verbindung
und die Hydraulikdruckkammer 52 ist mit der Nachrückkammer 61 (3)
in Verbindung. Der Anschlagkolben 42 ist mit dem Eingriffsring 44 in
Eingriff bringbar, wenn sich der Flügelrotor 28 bezüglich
des Gehäuses 20 an der am meisten nachgerückten
Stellung befindet. In dem eingegriffenen Zustand des Anschlagkolbens 42 mit
dem Eingriffsring 44 ist die relative Drehung des Flügelrotors 28 bezüglich
des Gehäuses 20 beschränkt.
-
Wenn
der Flügelrotor 28 von der am meisten nachgerückten
Stellung zu der vorgerückten Seite gedreht wird, dann werden
der Anschlagkolben 42 und der Eingriffsring 44 in
der Drehrichtung voneinander beabstandet, sodass der Anschlagkolben 42 nicht
mit dem Eingriffsring 44 in Eingriff gelangen kann.
-
Wie
in 3 gezeigt ist, ist die Nachrückkammer 61 zwischen
dem Schuh 24a und dem Flügel 28a ausgebildet
und die Nachrückkammer 62 ist zwischen dem Schuh 24b und
dem Flügel 28b ausgebildet. Ferner ist die Nachrückkammer 63 zwischen
dem Schuh 24c und dem Flügel 28c ausgebildet
und die Nachrückkammer 64 ist zwischen dem Schuh 24d und
dem Flügel 28d ausgebildet. Zudem ist die Vorrückkammer 65 zwischen
dem Schuh 24d und dem Flügel 28a ausgebildet
und die Vorrückkammer 66 ist zwischen dem Schuh 24a und
dem Flügel 28b ausgebildet. Außerdem
ist die Vorrückkammer 67 zwischen dem Schuh 24b und
dem Flügel 28c ausgebildet und die Vorrückkammer 68 ist
zwischen dem Schuh 24c und dem Flügel 28d ausgebildet.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, sind in einer Außenumfangswand
der Nockenwelle 6 ein ringförmiger Nachrückölnutdurchlass 240 und
ein ringförmiger Vorrückölnutdurchlass 242 ausgebildet.
Der Nachrückölnutdurchlass 240 ist mit
dem Vorrücköldurchlass 210 in Verbindung
und der Vorrückölnutdurchlass 242 ist
mit dem Vorrücköldurchlass 212 in Verbindung.
Im Übrigen sind ein Nachrücköldurchlass 250,
der mit dem Nachrückölnutdurchlass 240 in
Verbindung ist, und ein Vorrücköldurchlass 252,
der mit dem Vorrückölnutdurchlass 242 in
Verbindung ist, im Inneren der Nockenwelle 6 derart ausgebildet,
dass sie sich in Richtung der axialen Endfläche 6a der
Nockenwelle 6 erstrecken, wo die Nabe 28e des
Flügelrotors 28 vorhanden ist. Zum Zwecke der
Einfachheit zeigen 2 und 3 die Öldurchlässe
nicht, die das Hydrauliköl von dem Nachrücköldurchlass 250 und
dem Vorrücköldurchlass 252 zu den jeweiligen entsprechenden
Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zuführen.
-
Nun
wird ein Betrieb des Ventilsteuerzeitensteuerungssystems 2 beschrieben.
Die ECU 70 führt einen Ablauf eines Ablaufdiagramms
von 6 auf Grundlage der Öltemperatur zum
Zeitpunkt des Startens der Kraftmaschine durch.
-
Im
angehaltenen Zustand der Kraftmaschine, der sich vor dem Starten
der Kraftmaschine befindet, ist der Anschlagkolben 42 mit
dem Eingriffsring 44 in Eingriff. In einem Zustand unmittelbar
nach dem Starten der Kraftmaschine wird noch kein Hydrauliköl von
einer Ölpumpe 10 zu den Nachrückkammern 61 bis 64,
den Vorrückkammern 65 bis 68 und den
Hydraulikdruckkammern 50, 52 zugeführt.
Somit ist der Anschlagkolben 42 immer noch mit dem Eingriffsring 44 in
Eingriff und die Nockenwelle 6 wird bezüglich der
Kurbelwelle in der am meisten nachgerückten Stellung gehalten.
Daher wird der Flügelrotor 28 wiederholter Weise
in Umfangsrichtung zurück und vor geschwungen, sodass er
das Gehäuse 20 wiederholter Weise trifft, was
zur Erzeugung von Klopfgeräuschen infolge der Drehmomentschwankungen
führt, die durch die Nockenwelle empfangen werden, bis das
Hydrauliköl zu den jeweiligen entsprechenden Hydraulikkammern
zugeführt wird.
-
Zum
Zeitpunkt des Startens der Kraftmaschine gibt es nach dem Zuführen
des Hydrauliköls von der Ölpumpe 10 zu
den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 durch
den Ölzuführdurchlass 200, das Ölsteuerventil 8,
den Nachrücköldurchlass 210 und den Vorrücköldurchlass 212 eine
Zeitverzögerung bis zu der Zeit, zu der der Hydraulikdruck
der jeweiligen entsprechenden Hydraulikkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 auf
einen vorbestimmten Druck erhöht wird. In 4 gibt eine
Punkt-Strich-Linie 400 eine Hydraulikdruckzunahme in dem Ölzuführdurchlass 200 über
die Zeit nach dem Starten der Kraftmaschine an und die gepunktete
Linie 402 gibt eine Hydraulikdruckzunahme in dem Ölsteuerventil 8 an.
Ferner gibt eine durchgezogene Linie 404 eine Hydraulikdruckzunahme
in dem Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 an. Die
in 4 gezeigten Hydraulikdruckzunahmen (Öldruckzunahmen)
werden unter den Bedingungen von 30 Grad Celsius Öltemperatur
und 300 kPa Auslassdruck von der Ölpumpe 10 gemessen.
-
Dabei
wird dann, wenn die Öltemperatur derart gesenkt wird, dass
eine Erhöhung der Viskosität des Hydrauliköls
verursacht wird, die Zeit verlängert, die dazu erforderlich
ist, die jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 nach
dem Starten der Kraftmaschine mit dem Hydrauliköl zu füllen,
wie dies in 5 gezeigt ist. Der Anschlagkolben 42 kann
so lange nicht von dem Eingriffsring 44 abgerückt
werden, bis die jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 nicht mit
dem Hydrauliköl gefüllt sind. Daher kann der Flügelrotor 28 durch
den Hydraulikdruck nicht relativ zu dem Gehäuse 20 gedreht
werden. Die Ventilsteuerzeitensteuerung eines jeden Einlassventils
ist an der am meisten nachgerückten Stellung fixiert und
kann daher nicht gesteuert werden, bis der Anschlagkolben 42 von
dem Eingriffsring 44 abgerückt wird. Daher können
giftige Komponenten des Abgases nicht verringert werden.
-
Somit
misst die ECU 70 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beim Starten des Anlassens oder der Kraftmaschinensteuerung nach
dem Einschalten eines Zündschlüssels bei Schritt
S300 in 6 die Öltemperatur
auf Grundlage des Messsignals des Öltemperatursensors 13 bei
Schritt S302.
-
Dann
bestimmt die ECU 70 bei Schritt S304, ob die Öltemperatur
gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist. Wenn bei
Schritt S304 NEIN ausgegeben wird, dann beendet die ECU 70 die
Routine von 6. In diesem Zustand wird die Zufuhr
elektrischer Energie zu den Solenoidventilen 14, 16 ausgeschaltet,
sodass sich die Solenoidventile 14, 16 in ihrem
Zustand mit geschlossenem Ventil befinden und dadurch werden sowohl
der Umgehungsöldurchlass 220 als auch der Verbindungsöldurchlass 230 geschlossen.
Im Ergebnis wird das Hydrauliköl von dem Nachrücköldurchlass 210 und dem
Vorrücköldurchlass 212 durch das Ölsteuerventil 8 zu
dem Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt.
-
Wenn
unter Rückkehr auf Schritt S304 bestimmt wird, dass die Öltemperatur
gleich oder kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist, dann schreitet
die ECU 70 zu Schritt S306.
-
Bei
Schritt S306 schaltet die ECU 70 die Zufuhr elektrischer
Energie zu den Solenoidventilen 14, 16 ein, um
diese zu öffnen, sodass der Umgehungsöldurchlass 220 und
der Verbindungsöldurchlass 230 geöffnet
sind. Dann wird auf Grundlage der Öltemperatur eine Sollzeit
T festgelegt.
-
Bei
Schritt S308 startet die ECU 70 einen Zeitgeber und misst
die verstrichene Zeit t mit Hilfe des Zeitnehmers. Der Umgehungsöldurchlass 220 und
der Verbindungsöldurchlass 230 werden geöffnet,
bis die mittels des Zeitnehmers gemessene, verstrichene Zeit t bei
Schritt S310 die Sollzeit T erreicht. Daher wird das Hydrauliköl
von dem Ölzuführdurchlass 200 zu den
jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 durch
den Umgehungsöldurchlass 220, den Nachrücköldurchlass 210,
den Verbindungsöldurchlass 230 und den Vorrücköldurchlass 212 zugeführt.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das Hydrauliköl
in der Niedertemperaturzeitspanne, während der die Viskosität
des Hydrauliköls relativ hoch ist, zu dem Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
ohne durch die schmale Öffnung des Ölsteuerventils 8 hindurchzuführen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird das Hydrauliköl schnell zu den jeweiligen entsprechenden
Hydrauliköldruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
sodass die Hydraulikdruckkammern mit dem Hydrauliköl gefüllt
werden. Auf diese Weise wird der Anschlagkolben 42 schnell
von dem Eingriffsring 44 abgerückt, um die Drehung
des Flügelrotors 28 relativ zu dem Gehäuse 20 zu
ermöglichen. Im Ergebnis ist es möglich, die Abweichung
der Steuerung der Ventilsteuerzeiten zu verringern und daher ist
es möglich, die in dem Abgas enthaltenen giftigen Komponenten zu
verringern, das nach dem Starten der Kraftmaschine von der Kraftmaschine
ausgestoßen wird.
-
Wenn
die mittels des Zeitnehmers gemessene verstrichene Zeit t gleich
oder größer als die Sollzeit T bei Schritt S310
wird, dann schaltet die ECU 70 die Zufuhr elektrischer
Energie zu den Solenoidventilen 14, 16 aus, um
die Solenoidventile 14, 16 bei Schritt S312 zu
schließen. Somit werden der Umgehungsöldurchlass 220 und
der Verbindungsöldurchlass 230 geschlossen und
die Routine von 6 wird beendet. Danach führt
die ECU 70 einen Steuerbetrieb der relativen Einschaltdauer
des Ölsteuerventils 8 aus, um die Zufuhr des Hydrauliköls
zu den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 durch das Ölsteuerventil 8 zu
steuern und um zudem das Ablassen des Hydrauliköls von
den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 durch das Ölsteuerventil 8 zu
steuern.
-
(Zweites Ausführungsbeispiel)
-
7 zeigt
ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In diesem Ausführungsbeispiel sind Komponenten, die ähnlich
zu jenen des ersten Ausführungsbeispiels sind, durch die gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
-
In
dem Ventilsteuerzeitensteuerungssystem 80 des zweiten Ausführungsbeispiels
ist ein Drei-Wege-Solenoidventil 18 als ein Schaltventil
(ein Verbindungssteuerventil) in dem Verbindungsöldurchlass 230 vorgesehen.
Der Umgehungsöldurchlass 220 verbindet zwischen
dem Ölzuführdurchlass 200 und dem Drei-Wege-Solenoidventil 18.
Wenn die Zufuhr elektrischer Energie zu dem Drei-Wege-Solenoidventil 18 ausgeschaltet
ist, dann schließt das Drei-Wege-Solenoidventil 18 den
Verbindungsöldurchlass 230 und trennt die Verbindung
zwischen dem Verbindungsöldurchlass 230 und dem
Umgehungsöldurchlass 220. Wenn die Zufuhr elektrischer Energie
zu dem Drei-Wege-Ventil 18 eingeschaltet ist, dann öffnet
das Drei-Wege-Solenoidventil 18 den Verbindungsöldurchlass 230 und
stellt zwischen dem Verbindungsöldurchlass 230 und
dem Umgehungsöldurchlass 220 eine Verbindung her.
Die Betriebsstellung des Drei-Wege-Ventils 18 nach dem
Einschalten der Energiezufuhr dazu wird als eine erste Betriebsstellung
des Drei-Wege-Ventils 18 bezeichnet. Außerdem
wird die Betriebsstellung des Drei-Wege-Ventils 18 nach
dem Ausschalten der Energiezufuhr dazu als eine zweite Betriebsstellung
des Drei-Wege-Ventils 18 bezeichnet.
-
In
dem zweiten Ausführungsbeispiel schaltet die ECU 70 die
Zufuhr elektrischer Energie zu dem Drei-Wege-Solenoidventil 18 bei
Schritt S306 in 6 ein (wie dies in dem ersten
Ausführungsbeispiel erörtert wurde) und schaltet
die Zufuhr elektrischer Energie zu dem Drei-Wege-Solenoidventil 18 bei
Schritt S312 in 6 aus. Auf diese Weise wird der
Verbindungsöldurchlass 230 geöffnet,
um zwischen dem Verbindungsöldurchlass 230 und
dem Umgehungsöldurchlass 220 eine Verbindung herzustellen,
bis die mittels des Zeitnehmers gemessene verstrichene Zeit t die
Sollzeit T erreicht, sodass das Hydrauliköl von dem Ölzuführdurchlass 200 durch den
Umgehungsöldurchlass 220, den Verbindungsöldurchlass 230,
den Nachrücköldurchlass 210 und den Vorrücköldurchlass 212 zu
den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt
wird, ohne das Ölsteuerventil 8 zu passieren. Wie
vorstehend beschrieben ist, wird das Hydrauliköl in der
Niedertemperaturzeitspanne, während der die Viskosität
des Hydrauliköls relativ hoch ist, zu dem Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
ohne die schmale Öffnung des Ölsteuerventils 8 zu
passieren. Daher wird das Hydrauliköl schnell zu den jeweiligen
entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
sodass die Hydraulikdruckkammern mit dem Hydrauliköl gefüllt
werden. Auf diese Weise wird der Anschlagkolben 42 schnell
von dem Eingriffsring 44 abgerückt, sodass die
Drehung des Flügelrotors 28 relativ zu dem Gehäuse 20 ermöglicht wird.
Im Ergebnis ist es möglich, die Abweichung der Steuerzeiten
der Ventilsteuerzeitensteuerung zu verringern und dadurch ist es
möglich, die giftigen Komponenten zu verringern, die in
dem nach dem Starten der Kraftmaschine von der Kraftmaschine ausgestoßenen
Abgas enthalten sind.
-
(Drittes Ausführungsbeispiel)
-
8 zeigt
ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Dabei sind Komponenten, die ähnlich zu jenen der vorstehenden
Ausführungsbeispiele sind, durch die gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
-
Bei
dem Ventilsteuerzeitensteuerungssystem 90 des dritten Ausführungsbeispiels
ist das Solenoid 14 in dem Umgehungsöldurchlass 220 vorgesehen
und der Umgehungsöldurchlass 220 wird an der stromabwärtigen
Seite des Solenoidventils 14 abgezweigt und ist daher mit
dem Nachrücköldurchlass 210 und dem Vorrücköldurchlass 212 verbunden.
-
In
dem dritten Ausführungsbeispiel schaltet die ECU 70 die
Zufuhr elektrischer Energie zu dem Solenoidventil 14 bei
Schritt S306 in 6 ein und schaltet die Zufuhr
elektrischer Energie zu dem Solenoidventil 14 bei Schritt
S312 in 6 aus. Auf diese Weise ist der
Umgehungsöldurchlass 220 geöffnet, bis
die mittels des Zeitnehmers gemessene verstrichene Zeit t die Sollzeit
T erreicht, sodass der Ölzuführdurchlass 200 mit
dem Nachrücköldurchlass 210 und dem Vorrücköldurchlass 220 in
Verbindung ist, und dadurch wird das Hydrauliköl zu dem
jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
während das Ölsteuerventil 8 umgangen
wird. Wie vorstehend beschrieben ist, wird das Hydrauliköl in
der Niedertemperaturzeitspanne, während der die Viskosität
des Hydrauliköls relativ hoch ist, zu dem Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
ohne die schmale Öffnung des Ölsteuerventils 8 zu
passieren. Daher wird das Hydrauliköl schnell zu den jeweiligen
entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
sodass die Hydraulikdruckkammern mit dem Hydrauliköl gefüllt
werden. Auf diese Weise wird der Anschlagkolben 42 schnell
von dem Eingriffsring 44 abgerückt, um die Drehung
des Flügelrotors 28 relativ zu dem Gehäuse 20 zu
ermöglichen. Im Ergebnis ist es möglich, die Abweichung
der Steuerzeiten der Ventilsteuerzeitensteuerung zu verringern und
dadurch ist es möglich, die giftigen Komponenten zu verringern,
die in dem von der Kraftmaschine nach dem Starten der Kraftmaschine
ausgestoßenen Abgas enthalten sind.
-
(Viertes Ausführungsbeispiel)
-
9 zeigt
ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Dabei werden Komponenten, die ähnlich zu jenen der vorstehenden
Ausführungsbeispiele sind, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet.
-
In
dem Ventilsteuerzeitensteuerungssystem 100 des vierten
Ausführungsbeispiels verbindet der Umgehungsöldurchlass 220 lediglich
zwischen dem Ölzuführdurchlass 200 und
dem Nachrücköldurchlass 210 und das Solenoidventil 14 ist
in dem Umgehungsöldurchlass 220 vorgesehen.
-
In
dem vierten Ausführungsbeispiel schaltet die ECU 70 die
Zufuhr elektrischer Energie zu dem Solenoidventil 14 bei
Schritt S306 in 6 ein und schaltet die Zufuhr
elektrischer Energie zu dem Solenoidventil 14 bei Schritt
S312 in 6 aus. Auf diese Weise ist der
Umgehungsöldurchlass 220 geöffnet, bis
die mittels des Zeitnehmers gemessene, verstrichene Zeit t die Sollzeit
T erreicht, sodass der Ölzuführdurchlass 200 mit
dem Nachrücköldurchlass 210 in Verbindung
ist, und dadurch wird das Hydrauliköl zu den entsprechenden
jeweiligen Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
während das Ölsteuerventil 8 umgangen
wird. Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird das Hydrauliköl
in der Niedertemperaturzeitspanne, während der die Viskosität
des Hydrauliköls relativ hoch ist, zu den Nachrückkammern
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
ohne die schmale Öffnung des Ölsteuerventils 8 zu
passieren. Daher wird das Hydrauliköl schnell zu den jeweiligen
Nachrückkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
um die jeweiligen Nachrückkammern mit dem Hydrauliköl
zu füllen. Auf diese Weise wird der Anschlagkolben 42 schnell
von dem Eingriffsring 44 abgerückt, um die Drehung
des Flügelrotors 28 relativ zu dem Gehäuse 20 zu
ermöglichen. Im Ergebnis ist es möglich, die Abweichung
der Steuerzeiten der Ventilsteuerzeitensteuerung zu verringern und
dadurch ist es möglich, die giftigen Komponenten zu verringern,
die in dem von der Kraftmaschine nach dem Starten der Kraftmaschine
ausgestoßenen Abgas enthalten sind.
-
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
-
10 zeigt
ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Dabei sind Komponenten, die ähnlich zu jenen der vorstehend
erwähnten Ausführungsbeispiele sind, mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
-
In
dem fünften Ausführungsbeispiel sind der Ölzuführdurchlass 200 und
der Ölablassdurchlass 202 durch das Ölsteuerventil 8 und
ein weiteres Ölsteuerventil 160 an dem Nachrücköldurchlass 210 und
dem Vorrücköldurchlass 212 angeschlossen, wobei
die Steuerventile als Fluidsteuerventile dienen und parallel angeschlossen
sind. Ein Solenoidventil 72 ist ein eine Zufuhr öffnendes
und schließendes Ventil, welches in dem Ölzuführdurchlass 200 vorgesehen
ist, der das Hydrauliköl von der Ölpumpe 10 zu dem Ölsteuerventil 160 zuführt.
Wenn das Solenoidventil 72 geschlossen ist, dann wird die
Zufuhr des Hydrauliköls von der Ölpumpe 10 zu
dem Ölsteuerventil 160 gestoppt. In dem fünften
Ausführungsbeispiel dient die ECU 70 zudem als
eine Zuführsteuereinrichtung zum Steuern des Öffnens
und Schließens des Solenoidventils 72.
-
Das
in 10 bis 11B gezeigte Ölsteuerventil 8 ist
in Vergrößerung dargestellt, um die detaillierte
Struktur des in 1 und 7 bis 9 gezeigten Ölsteuerventils 8 anzugeben.
Wie in 11A und 11B gezeigt
ist, hat das Ölsteuerventil 8 eine Solenoidantriebsanordnung 110,
eine zylindrische Hülse 130 und einen Kolben 140.
Wenn elektrischer Strom zu der Solenoidantriebsanordnung 110 zugeführt
wird, dann erzeugt die Solenoidantriebsanordnung 110 eine
magnetische Anziehungskraft. Der Kolben 140 ist hin und
her bewegbar in der Hülse 130 aufgenommen und
wird durch die Solenoidantriebsanordnung 110 hin und her
bewegbar angetrieben. Ein Joch 112 der Solenoidantriebsanordnung 110 ist
durch Biegekrallen eines Statorkerns 114 an der Hülse 130 befestigt.
Das Joch 112 hat einen inneren röhrenförmigen
Abschnitt und einen äußeren röhrenförmigen
Abschnitt, um einen Doppelaufbau zu implementieren. Das Ölsteuerventil 8,
die Solenoidantriebsanordnung 110, die Hülse 130 und
der Kolben 140 dienen jeweils als ein erstes Fluidsteuerventil,
eine erste Solenoidantriebsanordnung, ein erstes Gehäuse
und ein erstes Ventilelement der vorliegenden Erfindung.
-
Ein
beweglicher Kern 116 ist hin und her bewegbar in dem inneren
röhrenförmigen Abschnitt des Jochs 112 aufgenommen.
Eine Stange 118 ist in ein Inneres des beweglichen Kerns 116 eingepresst
und ist mit einer axialen Endfläche des Kolbens 140 in Eingriff.
Eine Schale 120 ist aus einem nicht magnetischen Material
gefertigt und hat eine Umfangswand und eine Bodenwand. Die Schale 120 bedeckt
eine Außenumfangsfläche des Statorkerns 114 und
bedeckt zudem eine Außenumfangsfläche des beweglichen
Kerns 116 an einer radial inneren Seite des Jochs 112.
Die Bodenwand der Schale 120 bedeckt einen Endabschnitt
des beweglichen Kerns 116, der dem Statorkern 114 entgegengesetzt
ist.
-
Ein
Spulenkern 122 ist so angeordnet, dass er den inneren rohrförmigen
Abschnitt des Jochs 112 und die Außenumfangsfläche
des Statorkerns 114 umgibt. Eine Spule 124 ist
um eine Außenumfangsfläche des Spulenkerns 122 gewunden
und empfängt den elektrischen Strom von den Anschlüssen 128 eines
Verbinders 126.
-
Die
Hülse 130, die den Kolben 140 aufnimmt, hat
eine Vielzahl von Anschlüssen (Öffnungen), die sich
durch die rohrförmige Umfangswand der Hülse 130 erstrecken.
Unter diesen Anschlüssen ist ein Einlassanschluss 132 an
dem Ölzuführdurchlass 200 angeschlossen
und ein Ablassanschluss 134 ist an dem Ölablassdurchlass 202 angeschlossen.
Ferner ist ein Nachrückanschluss 136 an dem Nachrücköldurchlass 210 angeschlossen
und ein Vorrückanschluss 138 ist an dem Vorrücköldurchlass 212 angeschlossen.
-
Der
Kolben 140 wird entlang einer Innenumfangswand 130a der
Hülse 130 hin und her bewegt, während
er mit der Innenumfangswand 130a der Hülse 130 in
verschiebbarem Eingriff ist. Der Kolben 140 ist durch die
Innenumfangswand 130a der Hülse 130 axial
verschiebbar gestützt. Der Kolben 140 hat großdurchmessrige
Abschnitte (Anschlussflächen) 142, 144, 146, 148 sowie
kleindurchmessrige Abschnitte. Ein Außendurchmesser eines
jeden großdurchmessrigen Abschnitts 142, 144, 146, 148 ist
im Wesentlichen der gleiche wie ein Innendurchmesser der Hülse 130.
Jeder kleindurchmessrige Abschnitt hat einen Außendurchmesser,
der kleiner als der der großdurchmessrigen Abschnitte 142, 144, 146, 148 ist und
verbindet zwischen entsprechenden benachbarten zwei großdurchmessrigen
Abschnitten 142, 144, 146, 148.
Eine Endfläche des Kolbens 140 an der Seite der
Solenoidantriebsanordnung 110 ist mit einer Endfläche
der Stange 118 in Kontakt.
-
Ein
Ende einer Feder 150 ist mit einem Endabschnitt des Kolbens 140 an
der der Stange 118 entgegengesetzten Seite in Eingriff
und das andere Ende der Feder 150 ist mit einer Scheibe 152 in
Eingriff. Die Feder 150 bringt eine Kraft auf die Spule 140 in
Richtung der Stange 118 auf.
-
Der
Grundaufbau des in 12 gezeigten Ölsteuerventils 160 ist
der gleiche wie der des Ölsteuerventils 8. Jedoch
sind die axialen Längen der großdurchmessrigen
Abschnitte 164, 166, die in dem Kolben 162 des Ölsteuerventils 160 ausgebildet
sind, kürzer als die axialen Längen der entsprechenden großdurchmessrigen
Abschnitte 144, 146 des Kolbens 140 des Ölsteuerventils 8.
Daher ist in der in 11A bis 12B gezeigten
Zwischenhaltestellung zum Trennen sowohl des Ölzuführdurchlasses 200 als
auch des Ölablassdurchlasses 202 von dem Nachrücköldurchlass 210,
bzw. dem Vorrücköldurchlass 212, eine
Dichtungslänge L2 zwischen jedem der großdurchmessrigen
Abschnitte 164, 166 des Ölsteuerventils 160 und
der Innenumfangswand 130a der Hülse 130 kürzer
als eine Dichtungslänge L1 zwischen jedem der großdurchmessrigen
Abschnitte 144, 146 des Ölsteuerventils 8 und
der Innenumfangswand 130a der Hülse 130.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Dichtungslängen
L1, L2 folgendermaßen festgelegt: 0,4 mm ≤ L1 ≤ 0,5
mm und 0,0 mm ≤ L2 ≤ 0,25 mm. Das Ölsteuerventil 160, die
Solenoidantriebsanordnung 110 des Ölsteuerventils 160,
die Hülse 130 des Ölsteuerventils 160 und
der Kolben 162 des Ölsteuerventils 160 dienen jeweils
als ein zweites Fluidsteuerventil, eine zweite Solenoidantriebsanordnung,
ein zweites Gehäuse und ein zweites Ventilelement der vorliegenden
Erfindung. Obwohl die Dichtungslänge des Ölsteuerventils 160 kürzer
als die Dichtungslänge des Ölsteuerventils 8 ist,
ist eine Leckagemenge des Hydrauliköls von dem Dichtungsabschnitt
zwischen der Hülse 130 und der Hülse 160 in
der in 12A und 12B gezeigten
Zwischenhaltestellung relativ klein. Somit kann der Flügelrotor 28 bezüglich
des Gehäuses 20 in der Zwischenstellung gehalten
werden.
-
Wenn
die Energiezufuhr zu der Spule 124 bei 0% relativer Einschaltdauer
ausgeschaltet ist, dann wird der Kolben 140, 162 eines
jeden der Ölsteuerventile 8, 160 durch
die Kraft der Feder 150 auf die Seite der Solenoidantriebsanordnung 110 gedrängt.
In diesem Zustand stellt jedes der Ölsteuerventile 8, 160 zwischen
dem Ölzuführdurchlass 200 und dem Nachrücköldurchlass 210 eine
Verbindung her und stellt zudem zwischen dem Ölablassdurchlass 202 und
dem Vorrücköldurchlass 212 eine Verbindung
her. Wenn die relative Einschaltdauer von 0% angehoben wird, dann
wird der bewegliche Kern 116 gegen die Kraft der Feder 150 auf
die Seite des Statorkerns 114 angezogen und wird dadurch
hinter die in 11A bis 12B gezeigte
Zwischenhaltestellung bewegt, sodass der Ölablassdurchlass 202 mit
dem Nachrücköldurchlass 210 in Verbindung
gebracht wird und der Ölzuführdurchlass 200 mit
dem Vorrücköldurchlass 212 in Verbindung
gebracht wird.
-
13 zeigt
eine Beziehung zwischen einem Hubbetrag des Kolbens 140 und
einer Durchflussmenge des von dem Steuerventil 8, 160 zu
dem Nachrücköldurchlass 210 und dem Vorrücköldurchlass 212 zugeführten
Hydrauliköls. Wenn in 13 die
relative Einschaltdauer von 0% angehoben wird, dann nimmt der Hubbetrag
zu. Eine durchgezogene Linie 410 gibt die Durchflussmenge
des von dem Ölsteuerventil 8 zu dem Nachrücköldurchlass 210 zugeführten
Hydrauliköls an und eine durchgezogene Linie 412 gibt
die Durchflussmenge des von dem Ölsteuerventil 8 zu
dem Vorrücköldurchlass 212 zugeführten
Hydrauliköls an. Ferner gibt eine gepunktete Linie 420 die
Durchflussmenge des Hydrauliköls von dem Ölsteuerventil 160 zu
dem Nachrücköldurchlass 210 an und eine
gepunktete Linie 422 gibt die Durchflussmenge des Hydrauliköls
von dem Ölsteuerventil 160 zu dem Vorrücköldurchlass 212 an.
-
Wie
dies deutlich aus 13 ersichtlich ist, wird dann,
wenn der Kolben 162 unter der Steuerung der relativen Einschaltdauer
von der Zwischenstellung (der Stellung zum Trennen des Ölzuführdurchlasses 200 und
des Ölablassdurchlasses 202 von dem Nachrücköldurchlass 210 und
dem Vorrücköldurchlass 212) in Richtung
der Nachrückseite oder der Vorrückseite bewegt
wird, das Hydrauliköl schnell zu dem Nachrücköldurchlass 210 oder
dem Vorrücköldurchlass 212 zugeführt.
Mit anderen Worten zeigt das Ölsteuerventil 160 um
die Zwischenstellung herum, verglichen mit dem Ansprechverhalten
des in 14B gezeigten Ölsteuerventils 8,
das verbesserte Ansprechverhalten in der Phasensteuerung in Richtung
der Vorrückseite oder der Nachrückseite, nachdem
eine kleine Anpassung der relativen Einschaltdauer durchgeführt
wurde, wie dies in 14A gezeigt ist. Ferner wird
dann, wenn ein gleicher Hubbetrag getätigt wird, die Durchflussmenge
des von dem Ölsteuerventil 160 zugeführten
Hydrauliköls größer als die Durchflussmenge
des von dem Ölsteuerventil 8 zugeführten
Hydrauliköls.
-
Der
Grund dafür ist folgender. In dem Ölsteuerventil 160 ist
die Dichtungslänge zwischen dem Kolben 162 und
der Innenumfangswand 130a der Hülse 130 nämlich
im Vergleich zu jener des Steuerventils 8 verkürzt.
Somit wird dann, wenn der gleiche Hubbetrag getätigt wird,
die Öffnungsfläche eines jeden entsprechenden
Anschlusses des Ölsteuerventils 160, verglichen
mit jener des Ölsteuerventils 8, vergrößert.
-
In
dem fünften Ausführungsbeispiel öffnet die
ECU 70 unter der Niedertemperaturbedingung, bei der die
Viskosität des Hydrauliköls relativ hoch wird,
das Solenoidventil 72, um das Hydrauliköl von der Ölpumpe 10 zu
dem Ölsteuerventil 160 zuzuführen, sodass
das Hydrauliköl verglichen mit dem Fall, in dem das Hydrauliköl
lediglich von dem Ölsteuerventil 8 zu den jeweiligen
entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt
wird, schneller zu den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt
wird, um selbige zu füllen. Auf diese Weise kann sich der
Flügelrotor 28 bezüglich des Gehäuses 20 schneller
drehen. Außerdem wird zum Zeitpunkt des Startens der Kraftmaschine
bei der niedrigen Temperatur das Hydrauliköl schnell zu
den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt,
um selbiges zu füllen. Somit kann der Anschlagkolben 42 schneller
von dem Eingriffsring 44 abgerückt werden, um
die Drehung des Flügelrotors 28 relativ zu dem
Gehäuse 20 zu ermöglichen. Im Ergebnis
ist es möglich, die Abweichung der Steuerzeiten der Ventilsteuerzeitensteuerung
zu verringern und daher ist es möglich, giftige Komponenten
zu verringern, die in dem von der Kraftmaschine nach dem Starten
der Kraftmaschine ausgelassenen Abgas enthalten sind.
-
Wenn
die Öltemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur
wird, dann schließt die ECU 70 das Solenoidventil 72,
um die Zufuhr des Hydrauliköls von der Ölpumpe 10 zu
dem Ölsteuerventil 160 zu stoppen. Wenn die Öltemperatur
derart erhöht ist, dass die Viskosität des Hydrauliköls
verringert ist, können die jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 alleine durch
das Ölsteuerventil 8 schnell befüllt
werden. Ferner ändert die ECU 70 dann, wenn die Öltemperatur über
die vorbestimmte Temperatur erhöht ist, das relative Einschaltverhältnis
auf 0%, um die Zufuhr elektrischer Energie zu dem Ölsteuerventil 160 auszuschalten,
sodass das Ölsteuerventil 8 alleine unter der
Steuerung der relativen Einschaltdauer betätigt wird, um
den Phasensteuerbetrieb auszuführen. In diesem Zustand
wird die Zufuhr des Hydrauliköls von der Ölpumpe 10 zu dem Ölsteuerventil 160 gestoppt
und der Vorrücköldurchlass 212, der mit
dem Ölsteuerventil 160 in Verbindung ist, wird
durch das Ölsteuerventil 160 mit dem Ölablassdurchlass 202 verbunden.
Die ECU 70 führt die Phasensteuerung durch die
Rückkopplungssteuerung durch. Somit kann die Phase des
Flügelrotors 20 relativ zu dem Gehäuse 20 selbst
dann auf die Sollphase festgelegt werden, wenn die Öltemperatur
erhöht ist und dadurch der Vorrücköldurchlass 212,
der mit dem Ölsteuerventil 160 verbunden ist, durch
das Ölsteuerventil 160 mit dem Ölablassdurchlass 202 verbunden
ist.
-
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
-
15 zeigt ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem
gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind Komponenten, die ähnlich
zu jenen der vorherigen Ausführungsbeispiele sind, durch
die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
In
dem sechsten Ausführungsbeispiel wird ein Ölsteuerventil 170 als
das Fluidsteuerventil anstelle des Ölsteuerventils 160 des
fünften Ausführungsbeispiels verwendet. Das Ölsteuerventil 170, die
Solenoidantriebsanordnung 110 des Ölsteuerventils 170,
eine Hülse 172 des Ölsteuerventils 170 und
der Kolben 140 des Ölsteuerventils 170 dienen jeweils
als ein zweites Fluidsteuerventil, eine zweite Solenoidantriebsanordnung,
ein zweites Gehäuse und ein zweites Ventilelement der vorliegenden
Erfindung. In dem Ölsteuerventil 170 ist die axiale
Länge eines jeden der Dichtungsabschnitte der Innenumfangswand 172a der
Hülse 172, die die Dichtungen in Zusammenwirkung
mit den großdurchmessrigen Abschnitten 144, 146 bilden,
kürzer als die axiale Länge eines jeden der entsprechenden
Dichtungsabschnitte der Innenumfangswand 130a der Hülse 130 des Ölsteuerventils 8,
die der Innenumfangswand 172a der Hülse 172 entsprechen.
Auf diese Weise ist die Dichtungslänge L3 eines jeden der
großdurchmessrigen Abschnitte 144, 146 des Ölsteuerventils 170 bezüglich
der Innenumfangswand 172a der Hülse 172 in
der in 15A und 15B gezeigten
Zwischenhaltestellung, an der der Ölzuführdurchlass 200 und der Ölablassdurchlass 202 von
dem Nachrücköldurchlass 210 und dem Vorrücköldurchlass 212 getrennt
sind, kürzer als die Dichtungslänge L1 eines jeden
der großdurchmessrigen Abschnitte 144, 146 des Ölsteuerventils 8 bezüglich
der Innenumfangswand 130a der Hülse 130.
-
Mit
dem vorgenannten Aufbau öffnet die ECU 70 unter
der Niedertemperaturbedingung, bei der die Viskosität des
Hydrauliköls relativ hoch ist, das Solenoidventil 72,
um das Hydrauliköl von der Ölpumpe 10 zu
dem Ölsteuerventil 170 zuzuführen. Somit
kann das Hydrauliköl im Vergleich mit dem Fall, dass das
Hydrauliköl lediglich von dem Ölsteuerventil 8 zu
den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt
wird, schneller zu den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt
werden, um selbiges zu füllen. Auf diese Weise kann der
Flügelrotor 28 schneller relativ zu dem Gehäuse 20 gedreht
werden. Ferner kann zum Zeitpunkt des Startens der Kraftmaschine
unter der Niedertemperaturbedingung das Hydrauliköl schnell
zu den jeweiligen entsprechenden Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 zugeführt
werden, um selbige zu füllen. Somit wird der Anschlagkolben 42 schnell
von dem Eingriffsring 44 abgerückt, um die relative
Drehung des Flügelrotors 28 relativ zu dem Gehäuse 20 zu
ermöglichen. Im Ergebnis ist es möglich, die Abweichung der
Steuerzeiten der Ventilsteuerzeitensteuerung zu verringern und dadurch
ist es möglich, die giftigen Komponenten zu verringern,
die in dem von der Kraftmaschine nach dem Starten der Kraftmaschine ausgelassenen
Abgas enthalten sind.
-
Wenn
die Öltemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur
wird, dann schließt die ECU 70 das Solenoidventil 72,
um die Zufuhr des Hydrauliköls von der Ölpumpe 10 zu
dem Ölsteuerventil 170 zu stoppen. Wenn die Öltemperatur
erhöht ist, sodass die Viskosität des Hydrauliköls
verringert ist, dann können die jeweiligen entsprechenden
Hydraulikdruckkammern des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 alleine
durch das Ölsteuerventil 8 schnell mit dem Hydrauliköl
gefüllt werden.
-
Nun
werden Modifikationen der vorherigen Ausführungsbeispiele
beschrieben.
-
Wenn
in dem ersten Ausführungsbeispiel die Öltemperatur
gleich oder kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist, dann wird
die Sollzeit auf Grundlage der Öltemperatur berechnet,
sodass die Ventilöffnungszeitdauer der Solenoidventile 14, 16 variabel festgelegt
wird. Alternativ dazu kann dann, wenn die Öltemperatur
gleich oder kleiner als die vorbestimmte Temperatur ist, die Ventilöffnungszeitspanne
auf eine konstante Zeitspanne festgelegt werden. Ferner kann in
dem Fall, dass die Öltemperatur gleich oder kleiner als
die vorbestimmte Temperatur ist, anstelle des Festlegens der Ventilöffnungszeitspanne
der Solenoidventile 14, 16 ein Öldruck
der Hydraulikdruckkammer(n) des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 erfasst
werden. Die Solenoidventile 14, 16 können
geöffnet verbleiben, bis der Öldruck der Hydraulikdruckkammer(n)
des Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus 4 gleich oder
größer als ein vorbestimmter Druck wird. Ferner
kann als Alternative zur Verwendung des Öltemperatursensors 13 die Öltemperatur
des Hydrauliköls auf Grundlage eines Messsignals, beispielsweise
eines Wassertemperatursensors (oder eines Kühlmitteltemperatursensors) abgeschätzt
werden.
-
Gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel verbindet der Umgehungsöldurchlass 220 lediglich zwischen
dem Ölzuführdurchlass 200 und dem Nachrücköldurchlass 210.
Alternativ kann der Umgehungsöldurchlass 220 so
konfiguriert sein, dass er lediglich zwischen dem Ölzuführdurchlass 200 und dem
Vorrücköldurchlass 212 verbindet.
-
Gemäß dem
fünften Ausführungsbeispiel ist das Solenoidventil 72 in
dem Ölzuführdurchlass 200 vorgesehen,
das an dem Ölsteuerventil 160 angeschlossen ist.
Wenn die Öltemperatur auf oberhalb der vorbestimmten Temperatur
zunimmt, dann wird das Solenoidventil 22 geschlossen, um
die Zufuhr des Hydrauliköls von der Ölpumpe 10 zu
dem Ölsteuerventil 160 zu stoppen. Alternativ
kann das Solenoidventil 72 ausgelassen werden. In einem
solchen Fall können beide Ölsteuerventile 8, 160 unter
der Steuerung der relativen Einschaltdauer betrieben werden.
-
In
den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird ein Arretierungsmechanismus,
bei dem der Anschlagkolben 42 mit dem Eingriffsring 44 in
Eingriff gebracht wird, dazu verwendet, die Drehung des Flügelrotors 28 relativ
zu dem Gehäuse 20 zu beschränken oder
zu arretieren. Alternativ kann gemäß der vorliegenden
Erfindung der Arretierungsmechanismus von dem Ventilsteuerzeitensteuerungssystem beseitigt
werden.
-
Ferner
kann anstelle des Kettenrads der vorgenannten Ausführungsbeispiele
ein Nockenriemen oder ein Steuerzeitenzahnrad zum Übertragen
der Antriebsdrehkraft der Kurbelwelle auf die Nockenwelle verwendet
werden. Ferner kann die Antriebskraft der Kurbelwelle von dem Flügelrotor
aufgenommen werden und die Nockenwelle und das Gehäuse
können so miteinander verbunden sein, dass sie sich miteinander
drehen.
-
Bei
den vorgenannten Ausführungsbeispielen wird der Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
der Flügelbauweise verwendet. Alternativ kann ein in der
japanischen Patentschrift Nr. 2998565 angegebenes
Schrägstirnrad mit schraubenförmigen Zähnen
verwendet werden, um den Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
zu bilden.
-
In
den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist die vorliegende
Erfindung in dem Ventilsteuerzeitensteuerungssystem der Einlassventile
implementiert. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auf ein Ventilsteuerzeitensteuerungssystem
angewendet werden, das die Auslassventile oder sowohl die Einlassventile
als auch die Auslassventile steuert.
-
Wie
vorstehend erörtert wurde, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die vorgenannten Ausführungsbeispiele beschränkt
und kann innerhalb eines Umfangs und Wesens der vorliegenden Erfindung modifiziert
werden und jede beliebige oder mehrere Komponenten eines jeden der
vorgenannten Ausführungsbeispiele und Modifikationen können
mit einer beliebigen oder mehreren Komponenten eines anderen der
vorgenannten Ausführungsbeispiele und Modifikationen kombiniert
werden. Beispielsweise können anstelle des Ölsteuerventils 8 des
in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels
die Ölsteuerventile 8, 160 des fünften
Ausführungsbeispiels parallel vorgesehen sein, sodass sie
an ihrer einen Seite mit dem Ölzuführdurchlass 200 und
dem Ölablassdurchlass 202 verbunden sind und an
ihrer anderen Seite mit dem Nachrücköldurchlass 210 und
dem Vorrücköldurchlass 212 verbunden
sind.
-
Ein
Ventil (14, 18) stellt her und trennt eine Verbindung
eines Umgehungsdurchlasses (220), der sich von einem Fluidzuführdurchlass
(200) erstreckt und zumindest ein Fluidsteuerventil (8, 160, 170)
umgibt, mit zumindest einem Nachrückdurchlass (210) und/oder
einem Vorrückdurchlass (212), die an einem Ventilsteuerzeitensteuerungsmechanismus
(4) angeschlossen sind. Eine ECU (70) steuert
das Ventil (14, 18), um die Verbindung des Umgehungsdurchlasses
(220) mit zumindest dem Nachrückdurchlass (210)
und/oder dem Vorrückdurchlass (212) herzustellen,
wenn eine Temperatur gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur
ist. Die ECU (70) steuert das Ventil (14, 18),
um die Verbindung des Umgehungsdurchlasses (220) mit zumindest
dem Nachrückdurchlass (210) und/oder dem Vorrückdurchlass
(212) zu trennen, wenn die Temperatur höher als
die vorbestimmte Temperatur ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2998565 [0002, 0087]