DE102008027014A1 - Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile für Brennkraftmaschinen Download PDF

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DE102008027014A1
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Yoshinori Atsugi Ichinosawa
Tomoya Atsugi Tsukada
Seinosuke Atsugi Hara
Tomoyuki Atsugi Murakami
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Abstract

Eine Betätigung für verstellbare Ventile für Brennkraftmaschinen weist einen Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus auf, und einen Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus. Der Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus weist ein Gehäuse auf, das sich synchron mit einer Kurbelwelle dreht, und ein Flügelradteil, das mit einer Antriebswelle zur Einlassventilbetätigung gekuppelt ist, und bewegbar in dem Gehäuse angebracht ist. Das Flügelradteil weist ein Flügelrad auf, das eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer an einer ersten und einer zweiten, entgegengesetzten Seite des Flügelrades festlegt. Eine Hydraulikschaltung ist so ausgebildet, dass sie das Flügelradteil relativ zum Gehäuse dreht, durch Zufuhr bzw. Abfuhr eines Bremsfluids zu der ersten und zweiten Fluiddruckkammer bzw. weg von diesen, um so die maximale Anhebephase des Einlassventils zu ändern. Schraubenfedern sind so vorgesehen, dass sie das Flügelradteil relativ zum Gehäuse in einer solchen Richtung vorspannen, dass die maximale Anhebephase des Einlassventils nacheilend ausgebildet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Betätigungseinrichtungen oder -systeme für verstellbare Ventile zum Steuern der Öffnungs- und Schließsteuerzeiten von Einlassventilen und Auslassventilen von Brennkraftmaschinen.
  • Das US-Patent Nr. 6 550 437 , welches der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-256832 entspricht, beschreibt einen Ventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus für Brennkraftmaschinen, der so ausgebildet ist, dass er einen Einlassventilbetätigungswinkel der Brennkraftmaschine durch ein elektronisches System ändert.
  • Das US-Patent Nr. 3 246 581 , welches der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2006-070726 entspricht, beschreibt einen Änderungsmechanismus für die Ventilphase für Brennkraftmaschinen, der so ausgebildet ist, dass er eine Einlassventilphase der Brennkraftmaschine durch ein Hydrauliksystem ändert.
  • Wenn die Öffnungssteuerzeit von Einlassventilen zu stark über den oberen Totpunkt hin vorgestellt wird, ist das Ausmaß des Anhebens der Einlassventile im oberen Totpunkt groß. Dies kann dazu führen, dass eine gegenseitige Störung der Einlassventile mit dem Kolben oder den Auslassventilen auftritt. Um derartige gegenseitige Störungen zu verhindern, sollte eine Einschränkung der Öffnungssteuerzeit von Einlassventilen erfolgen.
  • Eine Brennkraftmaschine kann sowohl einen Ventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus, wie er im US-Patent Nr. 6 550 437 beschrieben wird, als auch einen Ventilphasen-Änderungsmechanismus aufweisen, wie er im US-Patent Nr. 7 246 581 beschrieben wird. In diesem Fall können derartige gegenseitige Störungen von Ventil und Kolben dadurch vermieden werden, dass sowohl die Bewegung des Ventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus als auch des Ventilphasen-Änderungsmechanismus so eingeschränkt wird, dass die Einlassventilöffnungssteuerzeit in einem zulässigen Bereich liegt, bei jeder Kombination des gesteuerten Einlassventilbetätigungswinkels und der gesteuerten Einlassventilphase, also auf solche Art und Weise, dass sich die Einlassventilöffnungssteuerzeit in einem zulässigen Bereich befindet, selbst wenn der Einlassventilbetätigungswinkel auf ein Maximum eingestellt ist, durch den Ventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus, und die Einlassventilphase so weit wie möglich vorgestellt ist, durch den Ventilphasen-Änderungsmechanismus. Hierdurch wird allerdings der zulässige Bereich für sowohl den Ventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus als auch den Ventilphasen-Änderungsmechanismus verringert. Hierdurch kann negativ das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine und der Kraftstoffverbrauch beeinflusst werden.
  • Es ist wünschenswert, eine Betätigungseinrichtung oder ein entsprechendes System für Brennkraftmaschinen zur Verfügung zu stellen, welches frei wählbar die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten von Einlassventilen über einen weiten Bereich steuern kann, während verhindert wird, dass die Öffnungssteuerzeit zu stark über den oberen Totpunkt vorgestellt wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile für Brennkraftmaschinen auf: einen ersten Ventilbetätigungsmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er einen Einlassventilbetätigungswinkel der Brennkraftmaschine ändert; und einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er eine maximale Anhebungsphase des Einlassventils der Brennkraftmaschine ändert, wobei der zweite Ventilbetätigungsmechanismus aufweist: ein Gehäuse, das so angeordnet ist, dass es sich synchron mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht; ein Flügelradteil, das mit einer Antriebswelle zur Einlassventilbetätigung gekuppelt ist, und bewegbar in dem Gehäuse angebracht ist, wobei das Flügelradteil ein Flügelrad aufweist, das eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer an der ersten bzw. zweiten, entgegengesetzten Seite des Flügelrades festlegt, eine Hydraulikschaltung, die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil relativ zum Gehäuse dreht, mittels Zuführung und Abführung von Bremsflüssigkeit zu der ersten und zweiten Fluiddruckkammer bzw. von diesen weg, um so die maximale Einlassventilanhebephase zu ändern; und eine Vorspannvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil relativ zum Gehäuse in einer solchen Richtung vorspannt, dass die maximale Anhebephase des Einlassventils verzögert wird. Die Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile kann weiterhin eine Steuerung zum Steuern des ersten Ventilbetätigungsmechanismus und des zweiten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, wobei die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie: den Einlassventilbetätigungswinkel auf unterhalb eines vorbestimmten Winkelwertes durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus einstellt, und die maximale Anhebephase des Einlassventils auf eine vorbestimmte, vorgestellte Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus einstellt, wenn die Gaspedalbetätigung der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten Bezugswertes liegt; und den Einlassventilbetätigungswinkel auf oberhalb des vorbestimmten Winkelwertes durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus einstellt, und die maximale Anhebephase des Einlassventils auf eine vorbestimmte, verzögerte Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus einstellt, wenn die Gaspedalbetätigung oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt. Die Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile kann weiterhin einen dritten Ventilbetätigungsmechanismus aufweisen, der so ausgebildet ist, eine maximale Anhebephase eines Auslassventils der Brennkraftmaschine zu ändern, wobei die Steuerung weiterhin so ausgebildet ist, dass sie: die maximale Anhebephase des Auslassventils auf eine vorbestimmte verzögerte Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus einstellt, wenn die Gaspedalbetätigung unterhalb des vorbestimmten bezugswertes liegt; und die maximale Anhebephase des Auslassventils auf eine vorbestimmte vorgestellte Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus einstellt, wenn die Gaspedalbetätigung oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt. Der erste Ventilbetätigungsmechanismus kann eine Vorspannvorrichtung aufweisen, die so ausgebildet ist, dass sie den Einlassventilbetätigungswinkel in einer solchen Richtung vorspannt, dass der Einlassventilbetätigungswinkel verringert wird. Der zweite Ventilbetätigungsmechanismus kann darüber hinaus einen Verriegelungsmechanismus aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er das Flügelradteil in einer vorbestimmten Drehlage verriegelt. Die Betriebsgeschwindigkeit des zweiten Ventilbetätigungsmechanismus in jener Richtung zum Verzögern der maximalen Anhebephase des Einlassventils kann im Wesentlichen gleich der Betriebsgeschwindigkeit des ersten Ventilbetätigungsmechanismus in der Richtung zur Vergrößerung des Einlassventilbetätigungswinkels sein.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile für eine Brennkraftmaschine auf: einen ersten Ventilbetätigungsmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er einen Einlassventilbetätigungswinkel der Brennkraftmaschine elektronisch ändert; einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er eine maximale Anhebephase eines Einlassventils der Brennkraftmaschine ändert, wobei der zweite Ventilbetätigungsmechanismus aufweist: ein Gehäuse, das so ausgebildet ist, dass es sich synchron mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht; ein Flügelradteil, das mit einer Antriebswelle für die Betätigung eines Einlassventils gekuppelt ist, und bewegbar in dem Gehäuse angebracht ist, wobei das Flügelradteil ein Flügelrad aufweist, welches eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer an einer ersten bzw. zweiten, entgegengesetzten Seite des Flügelrades festlegt; eine Hydraulikschaltung, die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil relativ zum Gehäuse dreht, mittels Zufuhr von Bremsflüssigkeit zur ersten und zweiten Fluiddruckkammer bzw. mittels Rückfuhr von dieser, um so die maximale Anhebephase des Einlassventils zu ändern; und eine Vorspannvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil relativ zum Gehäuse in einer solchen Richtung vorspannt, dass die maximale Anhebephase des Einlassventils verzögert wird; und eine Steuerung, die so ausgebildet ist, dass sie den ersten Ventilbetätigungsmechanismus und den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus in Abhängigkeit von einer Gaspedalbetätigung der Brennkraftmaschine steuert.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Brennkraftmaschinensystems, das ein System oder eine Einrichtung zur Betätigung verstellbarer Ventile gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei eine Perspektivansicht eines Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus und ein Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus in dem Betätigungssystem für verstellbare Ventile gezeigt sind;
  • 2A und 2B Darstellungen, die erläutern, wie der Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus von 1 arbeitet, wenn er so betrieben wird, dass ein Zustand einer geringen Ventilanhebung vorhanden ist;
  • 3A und 3B Darstellungen zur Erläuterung, wie der Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus von 1 arbeitet, wenn er so gesteuert ist, dass er sich im Zustand einer maximalen Ventilanhebung befindet;
  • 4 eine Darstellung, welche zeigt, wie das Anheben, der Betätigungswinkel, und die maximale Anhebephase eines Einlassventils der Brennkraftmaschine durch das Betätigungssystem für verstellbare Ventile gemäß 1 gesteuert werden;
  • 5 eine Schnittansicht des Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus bei dem Betätigungssystem für einstellbare Ventile von 1;
  • 6 eine Schnittansicht entlang einer Linie VI-VI in 5 des Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus in einem Zustand, in welchem der Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus so gesteuert wird, dass er sich in einem am stärksten verzögerten Zustand befindet;
  • 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in 5, des Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus in einem derartigen Zustand, bei welchem der Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus so gesteuert wird, dass er sich in einem am weitesten vorgestellten Zustand befindet;
  • 8 eine schematische Darstellung von Steuereigenschaften des Betriebs von Einlassventilen und Auslassventilen der Brennkraftmaschine zum Zeitpunkt einer geringen Gaspedalbetätigung bei der ersten Ausführungsform;
  • 9 eine schematische Darstellung der Steuereigenschaften in Bezug auf den Betrieb der Einlassventile und der Auslassventile zum Zeitpunkt einer erheblichen Gaspedalbetätigung bei der ersten Ausführungsform;
  • 10A, 10B, 10C und 10D schematische Darstellungen, die zeigen, wie das Betätigungssystem für verstellbare Ventile gemäß der ersten Ausführungsform Auswirkungen auf das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine hervorruft, im Vergleich zu einem Bezugsbeispiel;
  • 11 eine schematische Darstellung, welche Reaktionszeiten bezüglich Betätigungen des Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus und des Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, im Vergleich zum Bezugsbeispiel;
  • 12 eine schematische Darstellung eines Brennkraftmaschinensystems, das ein Betätigungssystem für verstellbare Ventile oder eine entsprechende Einrichtung aufweist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine Perspektivansicht eines Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus, eines Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus, und eines Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus bei dem Betätigungssystem für verstellbare Ventile gezeigt sind;
  • 13 eine Ansicht von vorn des Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus bei dem Betätigungssystem für verstellbare Ventile von 12 in dem Zustand, dass der Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus so gesteuert wird, dass er sich in einem so weit wie möglich vorgestellten Zustand befindet, und eine vordere Abdeckung von dem Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus entfernt ist;
  • 14 eine Ansicht von vorn des Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus in dem Betätigungssystem für verstellbare Ventile von 12 in jenem Zustand, bei welchem der Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus so gesteuert ist, dass er sich in einem so weit wie möglich verzögerten Zustand befindet, und die vordere Abdeckung von dem Auslassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus entfernt ist;
  • 15 eine schematische Darstellung der Steuereigenschaften des Betriebs von Einlassventilen und Auslassventilen der Brennkraftmaschine bei einer geringfügigen Gaspedalbetätigung bei der zweiten Ausführungsform; und
  • 16 eine schematische Darstellung der Steuereigenschaften des Betriebs der Einlassventile und Auslassventile zum Zeitpunkt einer erheblichen Gaspedalbetätigung bei der zweiten Ausführungsform.
  • 1 zeigt schematische ein Brennkraftmaschinensystem, das ein System oder eine Einrichtung zur Betätigung verstellbarer Ventile gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Bei dieser Ausführungsform weist das Brennkraftmaschinensystem eine Viertakt-Benzin-Brennkraftmaschine auf. Wie in 1 gezeigt, weist das Betätigungssystem für verstellbare Ventile einen Einlassventilbetätigungswinkel-Änderungsmechanismus (Einlassventilanhebe-Änderungsmechanismus, Einlassventilereignis- und Anhebe-Änderungsmechanismus, oder Einlass-VEL) 1 auf, als einen ersten Ventilbetätigungsmechanismus zum durchgehenden Ändern (Erhöhen oder Verringern) des Anhebens und des Betätigungswinkels (des Betätigungszeitraums oder des Zeitraums, wenn ein Ventil geöffnet ist) von Einlassventilen 4, und einen Einlassventilsteuerzeit-Änderungsmechanismus (Einlassventilphasen-Änderungsmechanismus, Einlassventilsteuerzeit-Steuermechanismus, oder Einlass-VTC) 2 als einen zweiten Ventilbetätigungsmechanismus zum kontinuierlichen Ändern (Vorstellen oder Rückstellen) einer Phase (der maximalen Anhebephase) von Einlassventilen 4 auf, um so die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten zu ändern (vorzustellen oder zu verzögern), von Einlassventilen 4, (eine Einlassventilöffnungssteuerzeit IVO und eine Einlassventilschließsteuerzeit IVC), während der Betätigungswinkel der Einlassventile 4 konstant gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform sind die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten von Auslassventilen (eine Auslassventilöffnungssteuerzeit EVO und eine Auslassventilschließsteuerzeit EVC) konstant.
  • Der Einlass-VEL 1 weist eine ähnliche Konstruktion wie jene auf, die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-172112 beschrieben wird. Wie aus den 1 und 2A hervorgeht, weist der Einlass-VEL 1 eine hohle Antriebswelle 6 auf, die drehbar durch Lager auf einem oberen Teil eines Zylinderkopfes "S" gehaltert ist; einen Antriebsnocken 7, der einen exzentrischen Drehnocken darstellt, der fest auf der Antriebswelle 6 angebracht ist, beim vorliegenden Beispiel mittels Presssitz; zwei Schwenknocken 9, die schwenkbar auf der Antriebswelle 6 angebracht sind, und so angeordnet sind, dass sie jeweils eines der Einlassventile 4 öffnen, durch Gleiten auf oberen Oberflächen von Ventilstößeln 8, die an den oberen Enden der Einlassventile 4 vorgesehen sind; und einen Gelenk- oder Bewegungsübertragungsmechanismus, der so ausgebildet ist, dass er die Drehung des Antriebsnockens 7 auf die Schwenknocken 9 für eine Schwenkbewegung überträgt.
  • Die Antriebswelle 6 ist so ausgebildet, dass sie eine Drehung von einer Kurbelwelle über einen Drehübertragungsmechanismus empfängt, der beim vorliegenden Beispiel ein Kettenantrieb ist, der ein Synchronisierungs-Kettenrad 33 aufweist, das an einem Ende der Antriebswelle 6 vorgesehen ist, ein Antriebs-Kettenrad, das auf der Kurbelwelle vorgesehen ist, und eine nicht dargestellte Synchronisierungskette. Beim Antrieb durch die Kurbelwelle dreht sich die Antriebswelle 6 in Uhrzeigerrichtung, wie durch einen Pfeil in 1 angedeutet ist.
  • Der Antriebsnocken 7 weist die Form eines Rings auf, und ist mit einem Antriebswellenaufnahmeloch versehen, das in Axialrichtung des Antriebsnockens 7 verläuft. Der Antriebsnocken 7 ist fest auf der Antriebswelle 6 angebracht, die sich durch das Antriebswellenaufnahmeloch erstreckt. Die Achse des Antriebsnockens 7 ist in Radialrichtung gegenüber der Achse der Antriebswelle 6 um eine vorbestimmte Entfernung versetzt angeordnet.
  • Wie aus den 1 und 2A hervorgeht, sind Schwenknocken 9 einstückig oder vereinigt an beiden Enden einer ringförmigen Nockenwelle 10 vorgesehen. Die Nockenwelle 10 ist hohl und ist drehbeweglich auf der Antriebswelle 6 angebracht. Jeder Schwenknocken 9 weist eine untere Oberfläche auf, die eine Nockenoberfläche 9a aufweist. Die Nockenoberfläche 9a weist einen Basiskreisoberflächenbereich an der Seite der Nockenwelle auf, einen Rampenoberflächenbereich, der sich wie ein Kreisbogen von dem Basiskreisoberflächenbereich zu einem Nockenansatz erstreckt, und einen Anhebeoberflächenbereich, der sich von dem Rampenoberflächenbereich zu einer Spitze des Nockenansatzes erstreckt. Die Nockenoberfläche 9a liegt an der oberen Oberfläche des zugehörigen Ventilstößels 8 an einer vorbestimmten Position an, und der Berührungspunkt der Nockenoberfläche 9a verschiebt sich zwischen dem Basiskreisoberflächenbereich, dem Rampenoberflächenbereich und dem Anhebeoberflächenbereich in Abhängigkeit von der Schwenkposition des Schwenknockens 9.
  • Der voranstehend geschilderte Gelenk- oder Bewegungsübertragungsmechanismus weist einen Kipphebel 11 auf, der oberhalb der Antriebswelle 6 angeordnet ist; einen Gelenkarm 12, der einen ersten Endabschnitt 11a des Kipphebels 11 mit dem Antriebsnocken 7 verbindet; und eine Verbindungsstange 13, welche einen zweiten Endabschnitt 11b des Kipphebels 11 mit einem Schwenknocken 9 verbindet.
  • Der Kipphebel 11 weist einen rohrförmigen, zentralen Basisabschnitt auf, der mit einem Halterungsloch versehen ist, und drehbar auf einem Steuernocken 18 über das Halterungsloch angebracht ist. Der erste Endabschnitt 11a des Kipphebels 11 ist drehbar mit dem Verbindungsarm 12 über einen Stift 14 verbunden, und der zweite Endabschnitt 11b ist drehbar mit einem ersten Endabschnitt 13a der Verbindungsstange 13 über einen Stift 15 verbunden.
  • Der Verbindungsarm 12 weist einen relativ großen, ringförmigen Basisabschnitt 12a sowie einen Vorsprung 12b auf, der von dem Basisabschnitt 12a nach außen hin vorsteht. Der Basisabschnitt 12a ist mit einem Zentrumsloch versehen, in welches der Nockenabschnitt des Antriebsnockens 7 drehbeweglich eingepasst ist. Der Vorsprung 12b ist drehbeweglich mit dem ersten Endabschnitt 11a des Kipphebels 11 durch den Stift 14 verbunden.
  • Die Verbindungsstange 13 weist ein zweites Ende 13b auf, das drehbar mit dem Nockenansatz des Schwenknockens 9 durch einen Stift 16 verbunden ist.
  • Eine Steuerwelle 17 erstreckt sich parallel zur Antriebswelle 6 in Längsrichtung der Brennkraftmaschine, und ist drehbar durch dieselben Lager an einem Ort unmittelbar oberhalb der Antriebswelle 6 gehaltert. Ein Steuernocken 18 ist fest auf der Steuerwelle 17 angebracht, und gleitbeweglich in das Halterungsloch des Kipphebels 11 eingepasst, um als Drehpunkt für die Schwenkbewegung des Kipphebels 11 zu dienen. Der Steuernocken 18 weist die Form eines Hohlzylinders auf, und die Achse des Steuernockens 18 ist gegenüber der Achse der Steuerwelle 17 um eine vorbestimmte Entfernung versetzt angeordnet. Die Drehung der Steuerwelle 17 wird durch einen Antriebsmechanismus 19 gesteuert.
  • Der Antriebsmechanismus 19 weist einen Elektromotor 20 auf, der an einem Ende eines Gehäuses befestigt ist; sowie einen Übertragungsmechanismus 21 zur Übertragung der Drehung des Elektromotors 20 an die Steuerwelle 17. Beim vorliegenden Beispiel ist der Übertragungsmechanismus 21 ein Kugelumlaufspindel-Übertragungsmechanismus.
  • Der Elektromotor 20 beim vorliegenden Beispiel ist ein Proportional-Gleichstrommotor. Der Elektromotor 20 wird von einer Steuerung 22 in Abhängigkeit eines erfassten Betriebszustands der Brennkraftmaschine gesteuert.
  • Der Kugelumlaufspindel-Übertragungsmechanismus 21 weist eine Kugelumlaufspindelwelle 23 auf, eine Kugelmutter 24, einen Verbindungsarm 25, und ein Verbindungsteil 26. Die Kugelumlaufspindelwelle 23 und die Antriebswelle des Elektromotors 20 sind Ende an Ende angeordnet, und so zueinander ausgerichtet, dass ihre Achsen im Wesentlichen eine gerade Linie bilden. Die Kugelmutter 24 dient als bewegbare Mutter, die auf die Kugelumlaufspindelwelle 23 aufgeschraubt ist, und so angeordnet ist, dass sie sich in Abhängigkeit von der Drehung in Axialrichtung bewegt. Ein Verbindungsarm 25 ist mit einem Endabschnitt der Steuerwelle 17 verbunden. Das Verbindungsteil 26 verbindet den Verbindungsarm 25 und die Kugelmutter 24.
  • Die Kugelumlaufspindelwelle 23 weist eine äußere, einzelne, durchgehende Kugelumlaufnut auf, die sich in Form eines Schraubengewindes über die Außenseite der Kugelumlaufspindelwelle 23 erstreckt. Die Kugelumlaufspindelwelle 23 und die Antriebswelle des Elektromotors 20 sind an ihren Enden miteinander durch ein Kupplungsteil verbunden, welches eine Drehantriebskraft vom Elektromotor 20 auf die Kugelumlaufspindelwelle 23 überträgt. Die Kugelmutter 24 weist annähernd die Form eines Hohlzylinders auf. Die Kugelmutter 24 ist mit einer inneren Führungsnut versehen, die dazu ausgebildet ist, mehrere Kugeln in Zusammenwirkung mit der Kugelumlaufnut der Kugelumlaufspindelwelle 23 zu haltern, so dass sich die Kugeln zwischen der Führungsnut und der Umwälznut abwälzen können. Diese Führungsnut stellt ein einzelnes, durchgehendes, schraubenförmiges Gewinde dar, das in der innenseitigen Umfangsoberfläche der Kugelmutter 24 vorgesehen ist. Die Kugelmutter 24 dient dazu, die Drehung der Kugelumlaufspindelwelle 23 in eine geradlinige Bewegung der Kugelmutter 24 umzuwandeln, und eine Kraft in Axialrichtung zu erzeugen.
  • Eine Schraubenfeder 30 als Vorspannvorrichtung ist um die Kugelumlaufspindelwelle 23 zwischen der Kugelmutter 24 und einem Federsitz vorgesehen, der an der Spitze der Kugelumlaufspindelwelle 23 vorhanden ist, damit die Kugelmutter 24 in Axialrichtung zum Elektromotor 20 gedrückt wird. Aus der nachstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die Schraubenfeder 30 dazu dient, die Kugelmutter 24 in jene Richtung vorzuspannen, dass das Anheben und der Betätigungswinkel der Einlassventile 4 verringert werden. Wenn die Brennkraftmaschine nicht mehr läuft, wird daher die Kugelmutter 24 entlang der Kugelumlaufspindelwelle 23 zu einem Ort für eine minimale Anhebung und einen minimalen Betätigungswinkel der Einlassventile 4 bewegt, durch die elastische Kraft der Schraubenfeder 30.
  • Die Steuerung 22 beim vorliegenden Beispiel ist eine übliche Steuereinheit oder ein üblicher Steuerabschnitt, die bzw. der zum Steuern sowohl des Einlass-VEL 1 als auch der Einlass-VTC 2 verwendet wird. Die Steuerung 22 ist an verschiedene Sensoren angeschlossen, um Information in Bezug auf den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu erlangen. Die Steuerung 22 empfängt Datensignale, die von den Sensoren ausgegeben werden, und stellt den Brennkraftmaschinenbetriebszustand auf Grundlage der Datensignale fest. Die Sensoren umfassen einen Kurbelwinkelsensor zur Erfassung des Drehwinkels der Kurbelwelle und zur Erfassung der Brennkraftmaschinendrehzahl N (Umdrehungen pro Minute), einen Gaspedalbetätigungssensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Getriebepositionssensor, einen Brennkraftmaschinenkühlmittel-Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur eines Brennkraftmaschinenblocks, einen Antriebswellenwinkelsensor 28 zur Erfassung des Drehwinkels der Antriebswelle 6, und ein Potentiometer (einen Steuerwellenwinkelsensor) 29 zur Erfassung des Drehwinkels der Steuerwelle 17. Die Steuerung 22 misst die relative Drehlage zwischen dem Synchronisierungs-Kettenrad 33 und der Antriebswelle 6 auf Grundlage der Datensignale von dem Kurbelwinkelsensor 7 und dem Antriebswellenwinkelsensor 28.
  • Der wie geschildert ausgebildete Einlass-VEL 1 wird so gesteuert, dass er folgendermaßen arbeitet. Wenn die Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Brennkraftmaschinenbetriebsbereich arbeitet, arbeitet die Steuer 22 so, dass sie die Kugelmutter 24 geradlinig zum Elektromotor 20 bewegt, durch Aussenden eines Steuerstroms an den Elektromotor 20, und durch Drehen der Kugelumlaufspindelwelle 23 durch den Elektromotor 20. Die Bewegung der Kugelmutter 24 wird durch die elastische Kraft der Schraubenfeder 30 unterstützt. Bei dieser Bewegung der Kugelmutter 24 wird die Steuerwelle 17 in einer Richtung durch das Verbindungsteil 26 und den Verbindungsarm 25 gedreht. Daher dreht sich der Steuernocken 18 um die Achse der Steuerwelle 17 so, dass die Achse des Steuernockens 18 sich um die Achse der Steuerwelle 17 dreht, wie in den 2A und 2B gezeigt (als Ansicht von hinten), und ein dicker Wandabschnitt des Steuernockens 18 nach oben gegenüber der Antriebswelle 6 verschoben wird. Dies führt dazu, dass der Schwenkpunkt zwischen dem zweiten Endabschnitt 11b des Kipphebels 11 und der Verbindungsstange 13 nach oben relativ zur Antriebswelle 6 verstellt wird. Daher wird jeder Schwenknocken 9 in Gegenuhrzeigerrichtung in den 2A und 2B gedreht, und wird der Nockenansatz nach oben durch die Verbindungsstange 13 gezogen. Daher dreht sich der Antriebsnocken 7, und drückt den ersten Endabschnitt 11a des Kipphebels 11 über den Verbindungsarm 12 nach oben. Obwohl eine Bewegung zum Anheben des Ventils über die Verbindungsstange 13 auf den Schwenknocken 9 und die Ventilhebevorrichtung 8 übertragen wird, wird die Ventilanhebung ausreichend auf eine geringfügige Anhebung L1 verringert, die durch eine Ventilanhebekurve in 4 dargestellt ist, und wird der Betätigungswinkel (der Ventilöffnungszeitraum) D auf einen kleinen Wert D1 verringert.
  • Es ist ein Ventilspalt zwischen dem Schwenknocken 9 und der Ventilhebevorrichtung 8 vorhanden. Die tatsächliche Anhebung des Ventils ist daher um den Ventilspalt geringer als die Anhebung des Schwenknockens 9. Daher ist der Ventilbetätigungswinkel so definiert, dass er sich zwischen dem Zeitpunkt, an welchem das Ventil tatsächlich geöffnet ist, und dem Zeitpunkt erstreckt, wenn das Ventil tatsächlich geschlossen ist.
  • Wenn die Brennkraftmaschine in einem anderen, vorbestimmten Brennkraftmaschinenbetriebsbereich arbeitet, treibt die Steuerung 22 den Elektromotor 20 in entgegengesetzter Drehrichtung an, und dreht hierdurch die Kugelumlaufspindelwelle 23 in entgegengesetzter Richtung. Durch diese entgegengesetzte Drehung der Kugelumlaufspindelwelle 23 bewegt sich die Kugelmutter 24 in Axialrichtung weg vom Elektromotor 20 gegen die elastische Vorspannkraft der Schraubenfeder 30, und wird die Steuerwelle 17 in Gegenuhrzeigerrichtung, wie in den 2A und 2B gezeigt, um ein vorbestimmtes Ausmaß gedreht. Daher wird der Steuernocken 18 in der Winkelposition gehalten, bei welcher die Achse des Steuernockens 18 nach unten um ein vorbestimmtes Ausmaß gegenüber der Achse der Steuerwelle 17 verschoben ist, und der dickwandige Abschnitt des Steuernockens 18 nach unten verschoben ist. Der Kipphebel 11 wird in Uhrzeigerrichtung von der in den 2A und 2B dargestellten Position bewegt, und das Ende des Kipphebels 11 drückt den Nockenansatz des Schwenknockens 9 über das Verbindungsteil 13 herunter, und der Schwenknocken 9 dreht sich geringfügig in Uhrzeigerrichtung. Daher dreht sich der Antriebsnocken 7, und drückt das Ende 11a des Kipphebels 11 über den Verbindungsarm 12 nach oben. Eine Bewegung zur Anhebung des Ventils wird über das Verbindungsteil 13 auf die Schwenknocken 9 und die Ventilhebevorrichtungen 8 übertragen. In diesem Fall wird die Ventilanhebung auf eine mittlere Anhebung L2 erhöht, und wird der Betätigungswinkel auf einen mittleren Winkel D2 vergrößert. Durch diesen Steuervorgang kann das Betätigungssystem für verstellbare Ventile die Einlassventilschließsteuerzeit an der Verzögerungsseite zum unteren Totpunkt hin verstellen. Hierdurch kann das Betätigungssystem für verstellbare Ventile die Verbrennung mit einem höheren effektiven Kompressionsverhältnis verbessern, und kann den Wirkungsgrad der Zufuhr von Frischluft erhöhen, um das Verbrennungsdrehmoment zu erhöhen.
  • Wenn der Arbeitspunkt der Brennkraftmaschine in einen Bereich mit hoher Drehzahl und hoher Belastung hineingelangt, kann dieses Betätigungssystem für verstellbare Ventile den Elektromotor 20 in entgegengesetzter Richtung drehen lassen, durch Aussenden des Steuersignals von der Steuerung 22, damit der Steuernocken 18 weiter in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, mit der Steuerwelle 17, zu jener Position, an welcher die Achse nach unten gedreht wird, wie dies in den 3A und 3B gezeigt ist. Daher bewegt sich der Kipphebel 11 zu einem Ort näher an der Antriebswelle 6, und drückt das zweite Ende 11b den Nockenansatz des Schwenknockens 9 über die Verbindungsstange 13 nach unten, so dass der Schwenknocken 9 weiter in Uhrzeigerrichtung um ein vorbestimmtes Ausmaß gedreht wird. Der Antriebsnocken 7 dreht daher das erste Ende 11a des Kipphebels 11 und drückt dieses nach oben, über den Verbindungsarm 12. Eine Bewegung zur Ventilanhebung wird über die Verbindungsstange 13 auf den Schwenknocken 9 und die Ventilhebevorrichtung 8 übertragen. In diesem Fall wird die Ventilanhebung kontinuierlich von L2 auf L3 geändert, wie in 4 gezeigt ist. Auf diese Weise kann das System den Einlassbeschickungswirkungsgrad und die Brennkraftmaschinenausgangsleistung im Bereich hoher Drehzahlen verbessern.
  • Auf diese Art und Weise ändert der Einlass-VEL 1 die Anhebung der Einlassventile 4 kontinuierlich von der kleinen Anhebung L1 zur großen Anhebung L3, und auch den Betätigungswinkel der Einlassventile 4 kontinuierlich von dem kleinen Winkel (Winkelentfernung) D1 zu dem großen Winkel D3.
  • Wenn die Brennkraftmaschine stillgesetzt ist, wird die Kugelmutter 24 in der Position für eine kleine Anhebung L1 und einen kleinen Betätigungswinkel D1 gehaltert, durch die elastische Kraft der Schraubenfeder 30. Hierdurch wird das Ausmaß der Reibung von Bewegungsteilen verringert, beispielsweise des Einlassventils 4, und wird hierdurch das Anlassverhalten der Brennkraftmaschine verbessert, zum Zeitpunkt des Anlassens der Brennkraftmaschine.
  • Wie in den 5 und 6 gezeigt, ist die Einlass-VTC 2 beim vorliegenden Beispiel ein Flügelradtypmechanismus, der das Synchronisierungs-Kettenrad 33 zur Übertragung einer Drehung auf die Antriebswelle 6 aufweist; ein Flügelradteil 32, das an einem Ende der Antriebswelle 6 befestigt ist, und drehbar in dem Synchronisierungs-Kettenrad 33 aufgenommen ist; und eine Hydraulikschaltung zum Drehen des Flügelradteils 32 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch Einsatz eines Öldrucks.
  • Das Synchronisierungs-Kettenrad 33 weist ein Gehäuse 34 auf, welches drehbeweglich das Flügelradteil 32 aufnimmt; eine vordere Abdeckung 35, die wie eine kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, und so angeordnet ist, dass sie eine vordere Öffnung des Gehäuses 34 verschließt; und eine rückwärtige Abdeckung 36, die annähernd wie eine kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, und so angeordnet ist, dass sie eine hintere Öffnung des Gehäuses 34 verschließt. Das Gehäuse 34 ist sandwichartig zwischen der vorderen und der hinteren Abdeckung 35 bzw. 36 eingeschlossen, und ist mit diesen Abdeckungen so verbunden, dass eine Einheit ausgebildet wird, durch vier Bolzen 37 mit kleinem Durchmesser, die in Axialrichtung der Antriebswelle 6 verlaufen. Das Gehäuse 34 dreht sich daher synchronisiert mit der Kurbelwelle.
  • Das Gehäuse 34 weist die Form eines Hohlzylinders auf, welcher eine vordere und eine hintere Öffnung aufweist. Das Gehäuse 34 weist mehrere Backen 34a auf, die sich radial nach innen von der Innenumfangsoberfläche aus erstrecken, und als eine Abtrennung dienen. Beim vorliegenden Beispiel sind vier der Backen 34a in Abständen von etwa 90 Grad angeordnet.
  • Jede der Backen 34a weist einen annähernd trapezförmigen Querschnitt auf. Ein Bolzenloch 34b ist annähernd im Zentrum jeder Backe 34a vorgesehen. Jedes Bolzenloch 34b geht in Axialrichtung durch eine der Backen 34a hindurch, und nimmt den Schaft eines der in Axialrichtung verlaufenden Bolzen 37 auf. Jede Backe 34a weist eine innere Endoberfläche auf. Eine Halterungsnut erstreckt sich in Axialrichtung in Form eines Ausschnitts in der inneren Endoberfläche jeder Backe 34a an einem höheren Ort. Ein U-förmiges Dichtungsteil 38 ist in jede Halterungsnut eingepasst, und wird radial nach innen durch eine nicht dargestellte Blattfeder gedrückt, die in die Haltenut eingepasst ist.
  • Die vordere Abdeckung 35 weist ein zentrales Halterungsloch 35a auf, das einen relativ großen Innendurchmesser aufweist; und vier Bolzenlöcher, die nicht dargestellt sind, und jeweils einen der in Axialrichtung verlaufenden Bolzen 37 aufnehmen. Diese vier Bolzenlöcher sind um das zentrale Halterungsloch 35a herum angeordnet, zugewandt den jeweiligen Bolzenlöchern 34b der Backen 34a.
  • Die hintere Abdeckung 36 weist einen gezahnten Abschnitt 36a auf, der einstückig auf der Rückseite vorgesehen ist, und so angeordnet ist, dass er in Eingriff mit der voranstehend geschilderten Synchronisierungskette steht; und ein zentrales Lagerloch 36b, das einen relativ großen Innendurchmesser aufweist, und sich in Axialrichtung durch die hintere Abdeckung 36 hindurch erstreckt.
  • Das Flügelradteil 32 weist einen zentralen Flügelradrotor 32a und mehrere Flügelräder 32b auf, die in Radialrichtung nach außen von dem Flügelradrotor 32a vorstehen. Beim vorliegenden Beispiel sind vier dieser Flügelräder 32b in gleichmäßigen Abständen von annähernd 90 Grad in Umfangsrichtung um den Flügelradrotor 32a vorgesehen. Der Flügelradrotor 32a ist ringförmig ausgebildet, und weist ein zentrales Bolzenloch 14a im Zentrum auf. Die Flügelräder 32b sind einstückig mit dem Flügelradrotor 32a ausgebildet. Das Flügelradteil 32 ist an dem vorderen Ende der Antriebswelle 6 durch einen Befestigungsbolzen 139 befestigt, der sich in Axialrichtung durch das zentrale Bolzenloch 14a des Flügelradrotors 32a erstreckt.
  • Der Flügelradrotor 32a weist einen vorderseitigen, einen kleinen Durchmesser aufweisenden, rohrförmigen Abschnitt auf, der drehbar durch das zentrale Halterungsloch 35a der vorderen Abdeckung 35 gehaltert wird, und einen rohrförmigen Abschnitt mit kleinem Durchmesser an der Rückseite, der drehbar durch das Lagerloch 36b der rückwärtigen Abdeckung 36 gehaltert wird.
  • Drei der vier Flügelräder 32b sind kleinere Flügelräder, die annähernd die Form eines relativ langen Rechteckes aufweisen, und das andere Flügelrad ist ein größeres Flügelrad, das annähernd in Form eines Trapezes ausgebildet ist. Die kleineren Flügelräder 32b weisen annähernd die gleiche Umfangsbreite auf, wogegen das größere Flügelrad 32b eine größere Breite in Umfangsrichtung aufweist, die größer ist als jede der kleineren Flügelräder 32b, so dass ein Gewichtsausgleich insgesamt bei dem Flügelradteil 32 erzielt wird. Die vier Flügelräder 32b des Flügelradteils 32 und die vier Backen 34a des Gehäuses 34 sind abwechselnd in Umfangsrichtung um die Zentrumsachse herum angeordnet, wie dies in den 6 und 7 dargestellt ist. Jedes Flügelrad 32b weist eine in Axialrichtung verlaufende Halterungsnut auf, die ein U-förmiges Dichtungsteil 40 in Gleitkontakt mit der inneren Zylinderoberfläche des Gehäuses 34 aufnimmt, und eine nicht dargestellte Blattfeder zum Beaufschlagen des Dichtungsteils 40 in Radialrichtung nach außen, und um hierdurch das Dichtungsteil 40 an die innenseitige zylindrische Oberfläche des Gehäuses 34 anzudrücken. Weiterhin sind an einer Seite jedes Flügelrades 32b, welche der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Antriebswelle 6 zugewandt ist, zwei kreisförmige Ausnehmungen 32c vorgesehen.
  • Eine Voreilungs-Fluiddruckkammer 41 und eine Nacheilungs-Fluiddruckkammer 42 sind an den beiden Seiten jedes Flügelrades 32b vorgesehen. Daher gibt es vier Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 und vier Nacheilungs-Fluiddruckkammern 42.
  • Die Hydraulikschaltung weist einen ersten Fluidkanal 43 auf, der zu den Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 führt, um einen Voreilungs-Fluiddruck eines Betriebsöls den Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 zuzuführen bzw. von diesen abzuführen; einen zweiten Fluidkanal 44, der zu den Nacheilungs-Fluiddruckkammern 42 führt, um einen Nacheilungs-Fluiddruck des Betriebsöls den Nacheilungsdruckkammern 42 zuzuführen bzw. von diesen abzuziehen; und ein Richtungssteuerventil oder ein Auswahlventil 47, welches den ersten Fluidkanal 43 und den zweiten Fluidkanal 44 selektiv mit einem Zufuhrkanal 45 und einem Ablasskanal 46 verbindet. Eine Fluidpumpe 49 ist an den Zufuhrkanal 45 angeschlossen, und so ausgebildet, dass sie das Hydraulikbetätigungsfluid oder das Bremsfluid oder das Öl von einer Ölwanne 48 der Brennkraftmaschine abzieht, und das Fluid in den Zufuhrkanal 45 zwingt. Die Pumpe 49 ist eine Einwegpumpe. Das stromabwärtige Ende des Ablasskanals 46 ist an die Ölwanne 48 angeschlossen, und so ausgebildet, dass das Fluid zur Ölwanne 48 abgezogen wird.
  • Der erste und der zweite Fluidkanal 43 bzw. 44 weisen Abschnitte auf, die in einem zylindrischen Abschnitt 39 vorgesehen sind, der von einem ersten Ende durch den rohrförmigen Abschnitt mit kleinem Durchmesser des Flügelradrotors 32a in das Halterungsloch 32d des Flügelradrotors 32a eingeführt wird. Ein zweites Ende des zylindrischen Abschnitts 39 ist an das Richtungssteuerventil 47 angeschlossen.
  • Zwischen der Ausgangsumfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 39 und der inneren Umfangsoberfläche des Halterungsloches 32d sind drei ringförmige Dichtungsteile 127 vorgesehen, die fest auf dem zylindrischen Abschnitt 39 in der Nähe des vorderen Endes angebracht sind, und so angeordnet sind, dass sie den ersten und den zweiten Fluidkanal 43 und 44 gegeneinander abdichten.
  • Der erste Fluidkanal 43 weist einen Durchgangsabschnitt 43a auf, der als eine Druckkammer dient, und vier Abzweigkanäle 43b, welche den jeweiligen Kanalabschnitt 43a mit den vier Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 verbinden. Der Kanalabschnitt 43a ist in einem Endabschnitt des Halterungsloches 32d an der Seite der Antriebswelle 6 vorgesehen. Die vier Abzweigkanäle 43b sind in dem Flügelradrotor 32a vorgesehen, und erstrecken sich in Radialrichtung in dem Flügelradrotor 32a.
  • Der zweite Fluidkanal 44 weist einen in Axialrichtung verlaufenden Kanalabschnitt auf, der sich in Axialrichtung im zylindrischen Abschnitt 39 zu einem geschlossenen Ende erstreckt; eine ringförmige Kammer 44a, die um den in Axialrichtung verlaufenden Kanalabschnitt in der Nähe des geschlossenen Endes herum vorgesehen ist; und einen L-förmigen Kanalabschnitt 44b, welcher die ringförmige Kammer 44a mit jeder Nacheilungs-Druckkammer 42 verbindet.
  • Das Richtungssteuerventil 47 beim vorliegenden Beispiel ist ein Elektromagnetventil, welches vier Ports und drei Positionen aufweist. Ein Ventilelement innerhalb des Richtungssteuerventils 47 ist so ausgebildet, dass es die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Fluidkanal 43 bzw. 44 ändert, und zwischen den Zufuhr- und Ablasskanälen 45 und 46, gesteuert durch die Steuerung 22.
  • Die Einlass-VTC 2 weist einen Verriegelungsmechanismus auf, der zwischen dem Flügelradteil 32 und dem Gehäuse 34 angeordnet ist, zum Verriegeln des Flügelradteils 32 in einer vorbestimmten Drehlage in Bezug auf das Gehäuse 34, oder um die Drehung des Flügelradteils 32 in Bezug auf das Gehäuse 34 zu ermöglichen. Hierbei ist dieser Verriegelungsmechanismus zwischen der hinteren Abdeckung 36 und dem größeren Flügelrad 32b angeordnet. Der Verriegelungsmechanismus weist ein Gleitloch 50 auf, einen Verriegelungsstift 51, eine Verriegelungsausnehmung 52a, einen Federhalter 53, und eine Schraubenfeder 54. Das Gleitloch 50 ist in dem größeren Flügelrad 32b so vorgesehen, dass es sich in Axialrichtung der Antriebswelle 6 erstreckt. Der Verriegelungsstift 51 ist becherförmig, und ist im Gleitloch 50 angeordnet, und gleitbeweglich auf dem Gleitloch 50 gehaltert. Die Verriegelungsausnehmung 52a ist in einem Abschnitt 52 vorgesehen, der an einem Loch befestigt ist, das in der hinteren Abdeckung 36 vorgesehen ist, und ist so ausgebildet, dass sie einen Abschnitt 51a an der Spitze des Verriegelungsstiftes 51 aufnimmt. Der Abschnitt 51a an der Spitze ist verjüngt ausgebildet. Der Federhalter 53 ist an einem unteren Abschnitt des Gleitloches 50 befestigt. Die Schraubenfeder 54 wird durch den Federhalter 53 gehaltert, und ist so angeordnet, dass sie den Verriegelungsstift 51 zur Verriegelungsausnehmung 52a vorspannt.
  • Die Verriegelungsausnehmung 52a ist hydraulisch mit der Nacheilungs-Fluiddruckkammer 42 oder der Pumpe 49 über einen nicht dargestellten Fluidkanal verbunden, und empfängt den Hydraulikdruck in der Nacheilungs-Fluiddruckkammer 42 oder den Auslassdruck der Pumpe.
  • Wenn sich das Flügelradteil 32 in seiner am weitesten verzögerten Position in Bezug auf das Gehäuse 34 befindet, wird der Verriegelungsstift 51 durch die Schraubenfeder 54 zu einer Verriegelungsausnehmung 52a vorgespannt, so dass der Abschnitt 51a an der Spitze des Verriegelungsstiftes 51 in die Verriegelungsausnehmung 52a eingepasst wird. Die Relativdrehung zwischen dem Synchronisierungs-Kettenrad 33 und der Antriebswelle 6 wird auf diese Art und Weise verriegelt. Wenn die Verriegelungsausnehmung 52a den Hydraulikdruck in der Verzögerungsfluiddruckkammer 52 oder den Auslassdruck der Ölpumpe empfängt, bewegt sich der Verriegelungsstift 51 weg von der Verriegelungsausnehmung 52a, so dass die Antriebswelle 6 in Bezug auf das Synchronisierungs-Kettenrad 33 freigegeben wird.
  • Zwischen einer Seitenoberfläche jedes Flügelrades 32b und einer gegenüberliegenden Seitenoberfläche einer benachbarten Backe 34a sind zwei Schraubenfedern 55 und 56 angeordnet, die als Vorspannvorrichtung dienen, um das Flügelradteil 32 in der Nacheilungs-Drehrichtung vorzuspannen. Anders ausgedrückt, dienen die Schraubenfedern 55 und 56 als Vorspannvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, die Einlass-VTC 2 in einer Richtung vorzuspannen, bei welcher die Öffnungssteuerzeit und die Schließsteuerzeit der Einlassventile 4 verzögert wird.
  • Obwohl sich die beiden Schraubenfedern 55 und 56 in den 6 und 7 überlappen, erstrecken sich die beiden Schraubenfedern 55 und 56 parallel und getrennt voneinander. Die beiden Schraubenfedern 55 und 56 weisen eine gleiche Länge in Axialrichtung (Schraubenfederlänge) auf, die größer ist als der Abstand zwischen der Oberfläche an der einen Seite des zugehörigen Flügelrades 32b und der gegenüberliegenden Seitenoberfläche der benachbarten Backe 34a. Die beiden Schraubenfedern 55 und 56 sind durch eine derartige Entfernung zwischen den Achsen beabstandet, dass sich die Federn 55 und 56 nicht gegenseitig berühren, selbst wenn die Federn 55 und 56 in maximalem Ausmaß zusammengedrückt werden. Die beiden Schraubenfedern 55 und 56 sind über einen Halter, der die Form einer dünnen Platte aufweist, verbunden, und sind in die Ausnehmungen 32c der zugehörigen Backe 34a eingepasst.
  • Die wie voranstehend geschildert ausgebildete Einlass-VTC 2 wird so gesteuert, dass sie folgendermaßen arbeitet. Zum Zeitpunkt des Anhaltens der Brennkraftmaschine unterbricht die Steuerung 22 die Ausgabe des Steuerstroms an das Richtungssteuerventil 47, so dass das Ventilelement des Richtungssteuerventils 47 in einer Normalposition angeordnet wird, wie sie in 5 gezeigt ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Zufuhrkanal 45 und dem zweiten Fluidkanal 44 zu ermöglichen, der zur Nacheilungs-Fluiddruckkammer 42 führt, und um zu ermöglichen, dass eine Fluidverbindung zwischen dem Ablasskanal 46 und dem ersten Fluidkanal 43 vorhanden ist. Zum Zeitpunkt des Abschaltens der Brennkraftmaschine ist der zugeführte Fluiddruck gleich Null, da auch die Ölpumpe 49 nicht betriebsfähig ist. Daher wird das Flügelradteil 32 durch die Schraubenfedern 55, 56 so vorgespannt, dass es sich in Gegenuhrzeigerrichtung um die Axialrichtung der Antriebswelle 6 dreht, wie dies in 6 dargestellt ist. Dies führt dazu, dass das Flügelradteil 32 in eine solche Position versetzt wird, dass das größere Flügelrad 32b in Kontakt mit einer gegenüberliegenden Seitenoberfläche der Backe 34a gelangt. Die Antriebswelle 6 befindet sich daher in der am stärksten nacheilenden Position in Bezug auf das Synchronisierungs-Kettenrad 33. Gleichzeitig wird der Abschnitt 51a an der Spitze des Verriegelungsstiftes 51 in die Verriegelungsausnehmung 32a eingeführt, um so zu verhindern, dass sich die Antriebswelle 6 in Bezug auf das Synchronisierungs-Kettenrad 33 dreht. Die Einlass-VTC 2 wird daher mechanisch und stabil in ihrer normalen Position gehalten, für eine am stärksten nacheilende Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO und Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC.
  • Wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird, durch Einschalten des Zündschalters, und Anlassen der Kurbelwelle durch einen Statormotor, dann beginnt das Richtungssteuerventil 47 ein Steuersignal von der Steuerung 22 zu empfangen. Unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine wird jedoch das Flügelradteil 32 immer noch in der am stärksten nacheilenden Position mit Hilfe des Verriegelungsmechanismus und der Schraubenfedern 55, 56 gehalten, da der Auslassdruck der Ölpumpe 49 noch nicht ausreichend hoch ist. Zu diesem Zeitpunkt ermöglicht das Richtungssteuerventil 47 eine Fluidverbindung zwischen dem Zufuhrkanal 45 und dem zweiten Fluidkanal 44, und zwischen dem Ablasskanal 46 und dem ersten Fluidkanal 43. Dann steigt der Öldruck von der Ölpumpe 49 an, und wird durch den zweiten Fluidkanal 44 zugeführt, zu den Nacheilungs-Fluiddruckkammern 42, während die Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 auf einem Zustand mit niedrigem Druck gehalten werden, bei welchem kein Öldruck zugeführt wird, und der Öldruck durch den Ablasskanal 46 in die Ölwanne 48 abgelassen wird.
  • Nachdem der Auslassdruck der Ölpumpe 49 ausreichend erhöht wurde, kann die Steuerung 22 die Position des Flügelradteils 22 mit Hilfe des Richtungssteuerventils 47 steuern. Wenn der Hydraulikdruck in der Nacheilungs-Fluiddruckkammer 42 ansteigt, steigt der Hydraulikdruck in der Verriegelungsausnehmung 52a des Verriegelungsmechanismus an, damit der Verriegelungsstift 51 aus der Verriegelungsausnehmung 52a heraus bewegt wird. Dies ermöglicht eine Relativdrehung zwischen dem Gehäuse 34 und dem Flügelradteil 32.
  • Wenn sich beispielsweise die Brennkraftmaschine im Leerlauf befindet, nachdem sie ausreichend warm geworden ist, wird das Richtungssteuerventil 47 so gesteuert, dass es eine Fluidverbindung zwischen dem Zufuhrkanal 45 und dem zweiten Fluidkanal 44 und zwischen dem Ablasskanal 46 und dem ersten Fluidkanal 43 ermöglicht. Daher wird der Öldruck, der von der Pumpe 49 abgegeben wird, durch den zweiten Fluidkanal 44 zugeführt, um die Fluiddruckkammer 42 zu verzögern, während der Öldruck von der Voreilungs-Fluiddruckkammer 41 durch den ersten Fluidkanal 43 und den Auslasskanal 46 zur Ölwanne 48 abgezogen wird, so dass die Voreilungs-Fluiddruckkammer 41 im Zustand mit einem niedrigen Druck verbleibt. Daher wird das Flügelradteil 32 in Gegenuhrzeigerrichtung durch die erhöhten Drucke in den Nacheilungs-Fluiddruckkammern 42 und die elastischen Kräfte der Schraubenfedern 55 und 56 gedreht, wie in 6 dargestellt ist. Daher dreht sich die Antriebswelle 6 zur Nacheilungsseite, relativ zum Synchronisierungs-Kettenrad 33, wodurch die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO und die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC verzögert werden.
  • Wenn daraufhin bei der Brennkraftmaschine ein Bereich mit vorbestimmter, niedriger Drehzahl und mittlerer Belastung auftritt, betätigt dann die Steuerung 22 das Richtungssteuerventil 47 so zu der Position, welche den Zufuhrkanal 45 mit dem ersten Fluidkanal 43 verbindet, und den Auslasskanal 46 mit dem zweiten Fluidkanal 44 verbindet. Daher wird der Öldruck in Nacheilungs-Fluiddruckkammern 42 dadurch verringert, dass eine Rückkehr durch den zweiten Fluidkanal 44 und den Ablasskanal 46 zur Ölwanne 48 erfolgt, wogegen der Öldruck in Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 durch Zuführung des Öldrucks erhöht wird. Das Flügelradteil 32 dreht sich in Uhrzeigerrichtung durch den hohen Druck in den Voreilungs-Fluiddruckkammern 41, gegen die elastischen Kräfte der Schraubenfedern 55 und 56, und verstellt daher die Relativdrehphase der Antriebswelle 6 relativ zum Synchronisierungs-Kettenrad 33 auf die Vorstellseite, wie in 7 gezeigt ist. Dann wird die Relativdrehphase auf jeder gewünschten Position gehalten, durch Halten des Richtungssteuerventils 47 auf seiner Neutralposition.
  • Wenn die Brennkraftmaschine in einen vorbestimmten Bereich mittlerer und hoher Drehzahlen aus dem Bereich niedriger Drehzahlen gelangt, wird dann das Richtungssteuerventil 47 ähnlich gesteuert wie dann, wenn sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf befindet, nachdem sie warm geworden ist. Daher nimmt der Öldruck in Voreilungs-Fluiddruckkammern 41 ab, nimmt der Öldruck in Nacheilungs-Fluiddruckkammern 42 zu, so dass die resultierenden Hydraulikdrucke und die elastischen Kräfte der Schraubenfedern 55 und 56 das Flügelradteil 32 dazu veranlassen, die Relativdrehphase der Antriebswelle 6 relativ zum Synchronisierungs-Kettenrad 33 zur Nacheilungsseite zu verschieben, wie in 6 gezeigt ist. Dann wird das Richtungssteuerventil 47 so gesteuert, dass es sich in seiner Neutralposition befindet, so dass das Flügelradteil 32 relativ zum Gehäuse 34 festgelegt ist.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Betätigungssystem für verstellbare Ventile so ausgebildet, dass der Einlassventilbetätigungswinkel auf unterhalb eines vorbestimmten Winkelwertes durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus eingestellt wird, und die maximale Anhebungsphase des Einlassventils auf eine vorbestimmte, voreilende Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus eingestellt wird, wenn die Gaspedalbetätigung der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten Bezugswertes liegt; wobei der Einlassventilbetätigungswert auf oberhalb des vorbestimmten Winkelwertes durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus eingestellt wird, und die maximale Anhebungsphase des Einlassventils auf eine vorbestimmte Nacheilungsposition durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus eingestellt wird, wenn die Gaspedalbetätigung oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt, wie dies nachstehend genauer erläutert wird.
  • Wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, befindet sich die Brennkraftmaschine in einem Bereich mit niedriger Belastung, bei welchem die Gaspedalbetätigung gering ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Einlass-VEL 1 so gesteuert, dass er die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten der Einlassventile 4 so einstellt, dass ein kleiner Betätigungswinkel D1 und eine kleine Anhebung L1 vorhanden sind. Weiterhin wird die Einlass-VTC 2 so gesteuert, dass sie das Flügelradteil 32 zur Vorstellseite relativ zum Gehäuse 34 dreht. Daher werden die Einlassventil-Öffnungsssteuerzeit IVO und die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC eingestellt oder voreilend eingestellt, wie dies in 8 gezeigt ist.
  • In 8 ist die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC ausreichend voreilend weg von dem unteren Totpunkt eingestellt. Dies verhindert Pumpverluste. Weiterhin ist die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO so eingestellt, dass sie eine geeignete Ventilüberlappung hervorruft, die als ein Zeitraum definiert ist, an welchem sowohl die Einlassventile 4 als auch die Auslassventile geöffnet sind, oder als ein Zeitraum von der Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO zur Auslassventil-Schließsteuerzeit EVC. Hierdurch wird das Ausmaß an Abgasen vergrößert, die in dem Zylinder verbleiben, und wird eine Verdampfung und Verbrennung der in den Zylinder eintretenden Mischung gefördert. Hierdurch werden die Pumpverluste weiterhin verringert, um so den Kraftstoffnutzungsgrad zu erhöhen.
  • Andererseits wird die Drosselklappenöffnung relativ groß zu diesem Zeitpunkt eingestellt, da die Luftmenge, die in den Zylinder gelangt, hauptsächlich dadurch verringert wird, dass die Öffnungs- und Schließsteuerzeiten der Einlassventile 4 gesteuert werden. Daher befindet sich der Druck in einem Ansaugrohr nahe am Atmosphärendruck. Dies verringert den effektiven Pumpverlust.
  • Der kleine Betätigungswinkel und die kleine Anhebung der Einlassventile 4 führt zu einer Verringerung des Ausmaßes der Reibung beweglicher Teile, beispielsweise des Einlassventils 4, und führt zu einer Verbesserung des Kraftstoffwirkungsgrades. Auf diese Art und Weise kann sich das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit bei einem verbesserten Kraftstoffwirkungsgrad bewegen.
  • Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, wird die Gaspedalbetätigung in Reaktion auf das Betätigen des Gaspedals groß eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Einlass-VEL 1 so gesteuert, dass der Betätigungswinkel und das Anheben der Einlassventile 4 auf einen mittleren Betätigungswinkel D2 und eine mittlere Anhebung L2 erweitert werden, wie dies in 9 gezeigt ist. Weiterhin wird die Einlass-VTC 2 so gesteuert, dass sie die Phase des Spitzenwerts der Anhebung um einen vorbestimmten Winkel θ verzögert, wie in 9 gezeigt ist. Dies führt dazu, dass die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC auch in die Nähe des unteren Totpunktes eingestellt wird, um so den Frischluftauslasswirkungsgrad unter Bedingungen einer niedrigen und mittleren Drehzahl und hohen Belastungen zu erhöhen. Die Verringerung der Ventilüberschneidung verringert das Abgas, das in dem Zylinder verbleibt, und verbessert die Leistung in Bezug auf eine Klopfverhinderung. Dies ermöglicht es der Brennkraftmaschine, hohe Ausgangsdrehmomente zu erzeugen, und ermöglicht es dem Fahrzeug, dass es geeignet beschleunigt werden kann.
  • Wenn die Reaktion des Nacheilungsvorgangs der Einlass-VTC 2 unter den voranstehend geschilderten Bedingungen langsam ist, führt dies zu einer zeitlichen Verzögerung, in Bezug auf eine tatsächliche Erhöhung des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments, und führt dies zu einer Verringerung der Reaktion auf die ursprüngliche Beschleunigung des Fahrzeugs.
  • In 9 repräsentiert eine Gruppe von Steuerzeiten, die durch ein schraffiertes Muster dargestellt sind, ein Bezugsbeispiel, bei welchem der Einlass-VEL 1 den Vorgang zur Vergrößerung des Einlassventilbetätigungswinkels durchführt, jedoch die Einlass-VTC 2 keinen Nacheilungsvorgang durchführt. Bei diesem Bezugsbeispiel wird die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO zu stark vorgestellt, so dass die Möglichkeit besteht, dass die Ventilhöhe der Einlassventile 4 im oberen Totpunkt groß ist, und die Einlassventile 4 sich gegenseitig mit der Kolbenoberseite stören. Diese Störung zwischen Ventil und Kolben kann auch bei der ersten Ausführungsform auftreten, wenn die Reaktion der Betätigung des Einlass-VEL 1 erheblich schneller ist als jene der Einlass-VTC 2. Normalerweise kann der Einlass-VEL 1 schneller arbeiten, da der Einlass-VEL 1 elektronisch angetrieben wird, und die Einlass-VTC 2 hydraulisch angetrieben wird. Wenn der Betätigungsbereich des Einlass-VEL 1 eingeschränkt wird, um eine gegenseitige Störung von Ventil und Kolben zu verhindern, kann die Reaktion in Bezug auf den Anstieg des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments beeinträchtigt werden.
  • Die 10a, 10B, 10C und 10D zeigen, wie das Betätigungssystem für verstellbare Ventile gemäß der ersten Ausführungsform sich auf das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine auswirkt, im Vergleich zu einem Bezugsbeispiel.
  • Bei dem Bezugsbeispiel ist die Reaktion der Betätigung der Einlass-VTC 2 in Nacheilungsrichtung relativ langsam, so dass ein relativ langer Zeitraum T1 dazu benötigt wird, die Nacheilung des vorbestimmten Winkels θ fertig zu stellen. Ohne Einschränkungen ist ein relativ kurzer Zeitraum T2 erforderlich, um die Änderung von D1 auf D2 durch den Einlass-VEL 1 fertig zu stellen. Um die gegenseitige Störung von Ventil und Kolben zu verhindern, wird der Einlass-VEL 1 so gesteuert, dass er um eine vorbestimmte Verzögerung wartet, und dann die gewünschte Änderung von einer kleinen Anhebung D1 auf eine mittlere Anhebung D2 in dem Zeitraum T2 fertig stellt, wie dies in 10C gezeigt ist. Alternativ wird der Betriebsablauf des Einlass-VEL 1 verlangsamt, so dass die gewünschten Operationen des Einlass-VEL 1 und der Einlass-VTC 2 gleichzeitig durchgeführt werden. Dies führt zu einer Verzögerung des Anstiegs des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments, wie dies in 10D dargestellt ist. Wenn der Einlass-VEL 1 so gesteuert wird, dass er eine größere Anhebung und einen größeren Betätigungswinkel als eine kleine Anhebung L1 und einen kleinen Betätigungswinkel D1 zur Verfügung stellt, und die VTC 2 so gesteuert wird, dass sie eine stärker nacheilende Einlassventilphase zur Verfügung stellt als den Phasenwinkel α beim Betrieb mit einer geringfügigen Gaspedalbetätigung, um eine derartige Verzögerung des Anstiegs des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments zu verringern, wird hierdurch die Verbesserung in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch im Zustand einer geringfügigen Betätigung des Gaspedals negativ beeinflusst.
  • Im Gegensatz zum Bezugsbeispiel weist die Einlass-VTC 2 gemäß der ersten Ausführungsform Schraubenfedern 55, 56 auf, um die voranstehend geschilderten Probleme zu überwinden. Da die Schraubenfedern 55, 56 so ausgebildet sind, dass sie das Flügelradteil 32 in der Nacheilungsdrehrichtung vorspannen, wird der Zeitraum zur Fertigstellung des Nacheilungsvorgangs von T1 auf T1' verringert, wie in 10B gezeigt ist. Dies ermöglicht es der VEL 1, den Ausdehnungsvorgang schnell fertig zu stellen, wobei die gegenseitige Störung von Ventil und Kolben verhindert wird.
  • Andererseits weist der Einlass-VEL 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Schraubenfeder 30 auf, welche die Steuerwelle 17i jener Richtung vorspannt, um den Betätigungswinkel der Einlassventile 4 zu verkleinern. Dies verringert die Reaktion des Betriebs des Einlass-VEL 1 in jener Richtung, um den Betätigungswinkel zu vergrößern. Die Reaktionszeit wird daher von T2 auf T2' verringert. Dies führt dazu, dass die Reaktionszeit für den Anstieg des Brennkraftmaschinenausgangsdrehmoments verkürzt wird, wie in 10D gezeigt, um so das Reaktionsvermögen in Bezug auf die Beschleunigung des Fahrzeugs zu verbessern.
  • Es ist vorzuziehen, dass die Reaktionszeit T2' des Einlass-VEL 1 im Wesentlichen gleich der Reaktionszeit T1' der Einlass-VTC 2 ist, da es unnötig ist, die Betätigungsgeschwindigkeit entweder des Einlass-VEL 1 oder der Einlass-VTC 2 abzusenken oder zu opfern. Diese Einstellung erzeugt einen maximalen Effekt in Bezug auf das Reaktionsvermögen der Fahrzeugbeschleunigung, ohne zusätzliche Kosten für die Reaktion des Betriebs des VEL 1 und der Einlass-VTC 2.
  • Auf diese Weise kann das Betätigungssystem für verstellbare Ventile gemäß der vorliegenden Erfindung einen hohen Kraftstoffwirkungsgrad erzielen, wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, und wird das Reaktionsvermögen in Bezug auf die Fahrzeugbeschleunigung erhöht, ohne eine gegenseitige Störung von Kolben und Ventil, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird.
  • 11 zeigt Reaktionszeiten für das Einlass-VEL 1 und die Einlass-VTC 2 gemäß der ersten Ausführungsform, bei welcher Schraubenfedern 55, 56 und die Schraubenfeder 30 vorgesehen sind, im Vergleich zum Bezugsbeispiel, bei welchem keine derartigen Schraubenfedern vorhanden sind.
  • Das Reaktionsvermögen der Einlass-VTC 2 gemäß der ersten Ausführungsform in der Voreilungsrichtung ist niedriger als bei dem Bezugsbeispiel, infolge des Vorhandenseins der Schraubenfedern 55, 56. Dies ist vorteilhaft, wenn sich der Betätigungsgrad des Gaspedals von einem großen Wert zu einem kleinen Wert ändert, wie dies nachstehend erläutert wird.
  • Wenn sich die Gaspedalbetätigung von einem großen Wert zu einem kleinen Wert ändert, wird die Ventilsteuerzeiteinstellung von der in 9 dargestellten Charakteristik auf die in 8 dargestellte Charakteristik geändert. Zu diesem Zeitpunkt wird die Einlass-VTC 2 zur Voreilungsseite verschoben. Wenn die Betätigungsreaktionszeit der Einlass-VEL 1 verzögert wird, infolge derartiger Faktoren wie eines Fehlens glatter Abläufe in dem Mechanismus, ist die Betätigungsreaktion der VTC 2 in Voreilungsrichtung relativ hoch, so dass die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO zu stark voreilend eingestellt wird. Hierdurch kann eine gegenseitige Störung zwischen Ventil und Kolben hervorgerufen werden.
  • Die Bereitstellung der Schraubenfedern 55, 56 sorgt allerdings dafür, dass die Reaktionsgeschwindigkeit der VTC 2 in Voreilungsrichtung verringert wird, und hierdurch eine Toleranz in Bezug auf eine derartige gegenseitige Störung von Ventil und Kolben bereitgestellt wird. Weiterhin ist die Bereitstellung der Schraubenfeder 30 dazu wirksam, das Reaktionsvermögen der Betätigung des Einlass-VEL 1 in jener Richtung zu verbessern, welche den Betätigungswinkel verringert, um hierdurch eine Toleranz für derartige Faktoren wie beispielsweise mangelnde Glätte in dem Mechanismus in Bezug auf eine gegenseitige Störung von Ventil und Kolben zur Verfügung zu stellen.
  • Auf diese Art und Weise kann das Betätigungssystem für verstellbare Ventile die Ventilsteuerzeiteinstellung sicher umschalten, infolge der Bereitstellung der Schraubenfedern 55, 56 und der Schraubenfeder 30, auch dann, wenn sich das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals von einem großen zu einem kleinen Wert ändert.
  • Unmittelbar bevor die Brennkraftmaschine angehalten wird, ist der Auslassdruck der Ölpumpe 49 niedrig. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das Flügelradteil 32 der VTC 2 zu der am weitesten verzögerten Position infolge der Reibung, die auf die Antriebswelle 6 einwirkt, und der elastischen Kraft der Schraubenfedern 55, 56, und dann gelangt der Verriegelungsstift 51 in die Verriegelungsausnehmung 52a hinein. Dies führt dazu, dass dann, bevor die Brennkraftmaschine erneut in Gang gesetzt wird, so dass die Hydraulikdrucke ansteigen, das Flügelradteil 32 daran gehindert wird, sich unerwünscht und frei infolge von Störungen zu drehen. Die Einschränkung der Bewegung des Flügelradteils 32 wird durch die elastische Kraft der Schraubenfedern 55, 56 sichergestellt.
  • Nachstehend wird eine Betätigungseinrichtung oder ein entsprechendes System für verstellbare Ventile gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 12 bis 16 beschrieben. Das Betätigungssystem für verstellbare Ventile ist auf Grundlage des Betätigungssystems für verstellbare Ventile gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet, und weist darüber hinaus einen Auslassventil-Synchronisierungsänderungsmechanismus (Auslassventilphasen-Änderungsmechanismus, Auslassventil-Synchronisierungssteuermechanismus, oder VTC) 3 als einen dritten Ventilbetätigungsmechanismus auf, um durchgehend eine Änderung (eine Voreilung oder eine Nacheilung) der Öffnungs- und Schließsteuerzeiten der Auslassventile durchzuführen (eines Auslassventil-Öffnungssteuerzeitpunkts EVO und eines Auslassventil-Schließsteuerzeitpunkts EVC), während der Betätigungswinkel der Auslassventile konstant gehalten wird.
  • Wie in den 13 und 14 gezeigt, ist die Auslass-VTC 3 beim vorliegenden Beispiel vom Flügelradtyp, wie die Einlass-VTC 2. Die Auslass-VTC 3 weist ein Synchronisierungs-Kettenrad 60 zur Übertragung der Drehung von der Kurbelwelle auf eine Auslassnockenwelle 59 auf; ein Flügelradteil 61, das an einem Ende der Auslassnockenwelle 59 befestigt ist, und drehbar in dem Synchronisierungs-Kettenrad 60 aufgenommen ist; sowie eine Hydraulikschaltung, um das Flügelradteil 61 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zu drehen, durch Einsatz eines Öldruckes.
  • Das Synchronisierungs-Kettenrad 60 weist ein Gehäuse 62 auf, welches das Flügelradteil 61 drehbeweglich aufnimmt; eine vordere Abdeckung, die wie eine kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, und so angeordnet ist, dass sie eine vordere Öffnung des Gehäuses 62 verschließt; und eine hintere Abdeckung, die ungefähr wie eine kreisförmige Scheibe ausgebildet ist, und so angeordnet ist, dass sie eine rückwärtige Öffnung des Gehäuses 62 verschließt. Das Gehäuse 62 ist sandwichartig zwischen der vorderen und hinteren Abdeckung eingeschlossen, und ist mit diesen Abdeckungen so verbunden, dass eine Einheit ausgebildet wird, durch vier Bolzen 63 mit kleinem Durchmesser, die sich in Axialrichtung der Auslassnockenwelle 59 befinden. Das Gehäuse 62 weist die Form eines Hohlzylinders auf, welcher die vordere und die rückwärtige Öffnung aufweist. Das Gehäuse 62 weist mehrere Backen 62a auf, die radial nach innen von der Innenumfangsoberfläche vorspringen, und als eine Unterteilung dienen. Beim vorliegenden Beispiel sind vier der Backen 62a in Abständen von etwa 90 Grad vorgesehen. Die hintere Abdeckung weist einen gezahnten Abschnitt 60a auf, der vereinigt auf der Rückseite ausgebildet ist, und so angeordnet ist, dass er im Eingriff mit einer Steuerkette steht, wie im Falle der VTC 2.
  • Das Flügelradteil 61 weist einen zentralen Flügelradrotor 61a und mehrere Flügelräder 61b auf, die sich in Radialrichtung nach außen von dem Flügelradrotor 61a erstrecken. Beim vorliegenden Beispiel sind vier Flügelräder 61b in Winkelabständen von annähernd 90 Grad in Umfangsrichtung um den Flügelradrotor 61a vorgesehen. Der Flügelradrotor 61a ist ringförmig, und weist ein zentrales Bolzenloch im Zentrum auf. Die Flügelräder 61b sind mit dem Flügelradrotor 61a vereinigt. Das Flügelradteil 61 ist an dem vorderen Ende der Auslassnockenwelle 59 durch einen Befestigungsbolzen 64 befestigt, der sich in Axialrichtung durch das zentrale Bolzenloch des Flügelradrotors 61a erstreckt. Eine Voreilungs-Fluiddruckkammer 65 und eine Nacheilungs- Fluiddruckkammer 66 sind an beiden Seiten jedes Flügelrades 61b vorgesehen. Daher gibt es vier Voreilungs-Fluiddruckkammern 65 und vier Nacheilungs-Fluiddruckkammern 66.
  • Die Hydraulikschaltung der Auslass-VTC 3 weist eine identische Konstruktion wie bei der Hydraulikschaltung der Einlass-VTC 2 auf, mit Ausnahme der Tatsache, dass ein Richtungssteuerventil entsprechend dem Richtungssteuerventil 47 drei Positionen aufweist, die in Bezug auf eine Vertikallinie umgekehrt sind, wie dies in 5 dargestellt ist. Die Hydraulikschaltung weist einen ersten Fluidkanal auf, der zu den Voreilungs-Fluiddruckkammern 65 führt, um einen Voreilungs-Fluiddruck von Betriebsöl den Voreilungs-Druckkammern 65 zuzuführen bzw. von diesen abzuziehen; einen zweiten Fluidkanal, der zu den Nacheilungs-Fluiddruckkammern 66 führt, um einen Nacheilungs-Fluiddruck des Betriebsöls den Nacheilungs-Fluiddruckkammern 66 zuzuführen bzw. von diesen abzuziehen; und das Richtungssteuerventil, welches den ersten Fluidkanal und den zweiten Fluidkanal selektiv mit einem Zufuhrkanal und einem Ablasskanal verbindet. Das Richtungssteuerventil weist ein bewegbares Ventilelement im Inneren auf, und arbeitet gesteuert durch die Steuerung 22.
  • Das Richtungssteuerventil der Auslass-VTC 3 ist so angeordnet, dass es den Zufuhrkanal mit dem ersten Fluidkanal verbindet, der zu den Voreilungs-Fluiddruckkammern 65 führt, und den Ablasskanal mit dem zweiten Fluidkanal verbindet, der zu den Nacheilungs-Fluiddruckkammern 66 führt, wenn kein Steuerstrom dem Richtungssteuerventil zugeführt wird. Das Richtungssteuerventil weist eine Schraubenfeder auf, die so angeordnet ist, dass sie mechanisch das Ventilelement zu dieser Normalposition hin vorspannt.
  • Die Auslass-VTC 3 weist einen Verriegelungsmechanismus auf, der zwischen dem Flügelradteil 61 und dem Gehäuse 62 angeordnet ist, um die Drehung des Flügelradteils 61 in Bezug auf das Gehäuse 62 zu verriegeln oder zu ermöglichen. Speziell ist dieser Verriegelungsmechanismus zwischen der hinteren Abdeckung 36 und dem größeren Flügelrad 62b angeordnet. Der Verriegelungsmechanismus weist ein Gleitloch auf, einen Verriegelungsstift 67, eine Verriegelungsausnehmung, einen Federhalter, und eine Schraubenfeder, ähnlich wie im Falle der Einlass-VTC 2. Wenn die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist, und das Flügelradteil 61 sich in der am weitesten voreilenden Position befindet, die in 13 gezeigt ist, wird der Verriegelungsstift 67 in die Verriegelungsausnehmung infolge der elastischen Kraft der Schraubenfeder eingeführt und dort angebracht, um so zu verhindern, dass sich das Flügelradteil 61 relativ zum Gehäuse 62 dreht, und um so stabil das Flügelradteil 61 zu haltern.
  • Zwischen einer Seitenoberfläche jedes Flügelrades 62b und einer gegenüberliegenden Seitenoberfläche einer benachbarten Backe 62a sind zwei Schraubenfedern 68 und 69 angeordnet, die als Vorspannvorrichtung dienen, um das Flügelradteil 61 in der Voreilungsdrehrichtung vorzuspannen. Anders ausgedrückt dienen die Schraubenfedern 68 und 69 als eine Vorspannvorrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie die Auslass-VTC 3 in einer solchen Richtung vorspannt, dass eine Voreilung der Auslassventil-Öffnungssteuerzeit EVO und der Auslassventil-Schließsteuerzeit EVC auftritt. Wenn die Ölpumpe keinen Hydraulikdruck oder einen Hydraulikdruck unterhalb eines vorbestimmten Pegels liefert, wird beispielsweise dann, wenn die Brennkraftmaschine angehalten ist, oder unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine, das Flügelradteil 61 in der Uhrzeigerrichtung wie in 13 dargestellt vorgespannt, so dass die Auslassnockenwelle 59 zur am stärksten voreilenden Position gedreht wird.
  • Nachstehend wird geschildert, wie das Betätigungssystem für verstellbare Ventile gemäß der zweiten Ausführungsform arbeitet. Bei dieser Ausführungsform ist das Betätigungssystem für verstellbare Ventile so ausgebildet, dass die Auslassventil-Maximalanhebungsphase auf eine vorbestimmte nacheilende Position eingestellt wird, durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus, wenn die Betätigung des Gaspedals unterhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt; und die Auslassventil-Maximalanhebungsphase auf eine vorbestimmte voreilende Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus eingestellt wird, wenn die Gaspedalbetätigung oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt, wie dies nachstehend genauer erläutert wird.
  • Wenn die Brennkraftmaschine abgeschaltet ist, bevor sie nach der Abschaltung angelassen wurde, wird das Flügelradteil 61 der Auslass-VTC 3 mechanisch und stabil positioniert und an der in 13 gezeigten Position gehaltert, durch die elastische Kraft der Schraubenfedern 68, 69 und den Verriegelungsmechanismus. Daher wird die Auslass-VTC 3 so angeordnet, dass die Auslassventil-Öffnungssteuerzeit EVO und die Auslassventil-Schließsteuerzeit EVC so weit wie möglich voreilend ausgebildet sind, und mechanisch und stabil gehaltert werden. Wenn sich andererseits die Brennkraftmaschine im ausgeschalteten Zustand befindet, wird das Flügelradteil 32 der Einlass-VTC 2 mechanisch und stabil an dem in 6 gezeigten Ort angeordnet und gehaltert, durch die elastische Kraft der Schraubenfedern 55, 56 und den Verriegelungsmechanismus. Daher wird die Einlass-VTC 2 so angeordnet, dass die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO und die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC so weit wie möglich nacheilend angeordnet sind, und mechanisch und stabil gehaltert werden. Weiterhin wird der Einlass-VEL 1 durch die elastische Kraft der Schraubenfeder 30 so angeordnet, dass der Betätigungswinkel und die Anhebung der Einlassventile 4 auf den kleinen Betätigungswinkel D1 und eine kleine Anhebung L1 eingestellt werden.
  • Wenn der Einlass-VEL 1, die Einlass-VTC 2 und die Auslass-VTC 3 an derartigen Standardbetriebspositionen angeordnet sind, wird eine relativ geringe Ventilüberlappung zwischen der Auslassventil-Schließsteuerzeit EVC und der Einlassventil-Öffnungsschließsteuerzeit EVO hervorgerufen. Weiterhin wird die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC mechanisch voreilend gehaltert, und weg von dem unteren Totpunkt, durch den Einlass-VEL 1 und die Einlass-VTC 2, und wird die Auslassventil-Öffnungssteuerzeit EVO mechanisch voreilend gegenüber dem unteren Totpunkt durch die VTC 3 gehalten.
  • Wenn die Brennkraftmaschine unter den voranstehend geschilderten Bedingungen angelassen wird, wird immer noch die Phase der Einlassventile 4 so weit wie möglich nacheilend durch die elastische Kraft der Schraubenfedern 55, 56 und den Verriegelungsmechanismus gehalten, und ist die Phase der Auslassventile immer noch so weit wie möglich voreilend durch die elastische Kraft der Schraubenfedern 68, 69 und den Verriegelungsmechanismus gehalten, da der Hydraulikdruck immer noch niedrig ist.
  • Wenn bei der Brennkraftmaschine danach ein Bereich niedriger Belastung auftritt, bei welchem das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals gering ist, werden die Verriegelungsmechanismen freigegeben, um eine freie Relativdrehung des Flügelradteils 32 und des Flügelradteils 61 zu ermöglichen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Einlass-VEL 1 so gesteuert, dass eine kleine Anhebung L1 und ein kleiner Betätigungswinkel D1 zur Verfügung gestellt werden, und wird die Einlass-VTC 2 so gesteuert, dass sie das Flügelradteil 32 zur Voreilungsseite dreht. Daher werden die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO und die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC voreilend ausgebildet, wie in 15 gezeigt ist. Andererseits wird die VTC 3 so gesteuert, dass sie das Flügelradteil 61 zur Nacheilungsseite dreht, wie dies in 14 gezeigt ist. Daher werden die Auslassventil-Öffnungssteuerzeit EVO und die Auslassventil-Schließsteuerzeit EVC so nacheilend ausgebildet, wie dies in 15 gezeigt ist.
  • Da die Auslassventil-Schließsteuerzeit EVC stärker nacheilend ist als bei der ersten Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, kann die vorbestimmte, relativ große Ventilüberlappung dadurch erzielt werden, dass ermöglicht wird, dass die Einlass-VTC 2 die Einlassventil-Öffnungssteuerzeit IVO stärker nacheilend einstellt als bei der in 8 gezeigten ersten Ausführungsform. Wenn die Einlassventil-Schließsteuerzeit IVC ebenso wie bei der ersten Ausführungsform eingestellt wird, ist der Einlassventilbetätigungswinkel kleiner als der kleine Betätigungswinkel D1, der bei der ersten Ausführungsform eingesetzt wird. Dies verringert das Ausmaß der Reibung bewegbarer Teile, etwa des Einlassventils 4, und verbessert daher den Kraftstoffwirkungsgrad.
  • Da die Auslassventil-Öffnungssteuerzeit EVO stärker nacheilt als bei der ersten Ausführungsform, wird hierdurch ermöglicht, dass die Auslassventile in jenem Zustand geöffnet werden, in welchem das Verbrennungsgas eine ausreichende Expansionsarbeit durchgeführt hat, wodurch die Kraftstoffeinsparung weiter verbessert wird.
  • Die Verschiebung der Phase der Einlassventile 4 um einen Winkel δ im Vergleich zur ersten Ausführungsform ist in der Hinsicht wirksam, dass eine gegenseitige Störung von Ventil und Kolben verhindert wird, selbst wenn das Reaktionsvermögen in Bezug auf den Betrieb der Einlass-VTC 2 infolge gewisser Faktoren langsamer ist.
  • Wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, dann ist die Gaspedalbetätigung groß in Reaktion auf das Herunterdrücken des Gaspedals eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Einlass-VEL 1 so gesteuert, dass der Betätigungswinkel und die Anhebung der Einlassventile 4 auf einen mittleren Betätigungswinkel D2 und eine mittlere Anhebung L2 erhöht werden, wie bei der ersten Ausführungsform. Weiterhin wird die Einlass-VTC 2 so gesteuert, dass sie den Spitzenwert der Anhebungsphase der Einlassventile 4 nacheilend ausbildet, wie bei der ersten Ausführungsform. Die Verschiebung des Spitzenwertes der Anhebungsphase durch die VTC 2 ist jedoch gleich einem vorbestimmten Winkel θ', der kleiner um den Winkel δ ist als der Winkel θ bei der ersten Ausführungsform. Hierdurch wird die Zeit verringert, die für den Betrieb der Einlass-VTC 2 benötigt wird, im Vergleich zur ersten Ausführungsform.
  • Wenn andererseits die Gaspedalbetätigung groß ist, wird die Phase der Auslassventile durch die Resultierende des hohen Drucks in der Voreilungs-Fluiddruckkammer 65 und der elastischen Kraft der Schraubenfedern 68, 69 voreilend ausgebildet. Das Voreilen der Auslassventil-Öffnungssteuerzeit EVO verringert den Verlust beim Herausbringen des Abgases aus dem Zylinder, der normalerweise entsprechend der Belastung der Brennkraftmaschine zunimmt, wodurch die Brennkraftmaschinenausgangsleistung erhöht wird, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals groß ist.
  • Die Reaktion der Betätigung der Auslass-VTC 3 kann langsamer sein als jenes der VTC 2, da die Phasenverschiebung der Auslassventile durch die VTC 3 gleich einem Winkel φ ist, der kleiner ist als der Winkel θ'.
  • Die voranstehend geschilderten Ausführungsformen können wie nachstehend geschildert abgeändert werden. Der Einlass-VEL 1 kann so ausgebildet sein, dass er den Betätigungswinkel und die Anhebung des Einlassventils 4 schrittweise ändert. Der Einlass-VEL 1 kann anstatt durch ein Elektroniksystem durch ein Hydrauliksystem angetrieben werden.
  • Die Auslass-VTC 3 kann durch ein Elektroniksystem angetrieben werden, wie dies in dem US-Patent Nr. 6 502 537 geschildert ist, welches der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-227615 entspricht, anstatt durch das Hydrauliksystem.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-151076 , eingereicht am 07. Juni 2007. Der Gesamtinhalt dieser japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-151076 wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
  • Obwohl die Erfindung voranstehend unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die voranstehend geschilderten Ausführungsformen beschränkt. Modifikationen und Abänderungen der voranstehend geschilderten Ausführungsformen werden Fachleuten angesichts der voranstehend geschilderten Lehre auffallen. Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen.
  • 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.
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Claims (12)

  1. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile für eine Brennkraftmaschine, bei welcher vorgesehen sind; ein erster Ventilbetätigungsmechanismus (1), der so ausgebildet ist, dass er einen Einlassventilbetätigungswinkel der Brennkraftmaschine ändert; und ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus (2), der so ausgebildet ist, dass er eine maximale Anhebephase eines Einlassventils der Brennkraftmaschine ändert, wobei der zweite Ventilbetätigungsmechanismus (2) aufweist: ein Gehäuse (34), das so ausgebildet ist, dass es sich synchron mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine dreht; ein Flügelradteil (32), das mit einer Antriebswelle (6) zur Betätigung von Einlassventilen gekuppelt ist, und bewegbar in dem Gehäuse (34) angebracht ist, wobei das Flügelradteil (32) ein Flügelrad (32b) aufweist, das eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer (41, 42) an der ersten bzw. zweiten entgegengesetzten Seite des Flügelrades (32b) ausbildet; eine Hydraulikschaltung (43, 44, 45, 46, 47, 48, 49), die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil (32) relativ zum Gehäuse (34) dreht, durch Zuführen eines Bremsfluids zu der ersten und zweiten Fluiddruckkammer (41, 42) bzw. durch Zurückführung von dieser, um so die maximale Anhebungsphase des Einlassventils zu ändern; und eine Vorspannvorrichtung (55, 56), die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil (32) relativ zum Gehäuse (34) in einer solchen Richtung vorspannt, dass die maximale Anhebungsphase des Einlassventils nacheilend ausgebildet wird.
  2. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Steuerung (22) zum Steuern des ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1) und des zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) vorgesehen ist, wobei die Steuerung (22) dazu ausgebildet ist, dass sie: den Einlassventilbetätigungswinkel auf unterhalb eines vorbestimmten Winkelwertes einstellt, durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1), und die maximale Anhebephase des Einlassventils auf eine vorbestimmte voreilende Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) einstellt, wenn die Gaspedalbetätigung der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten Bezugswertes liegt; und den Einlassventilbetätigungswinkel auf oberhalb des vorbestimmten Winkelwertes durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1) einstellt, und die maximale Anhebephase des Einlassventils auf eine vorbestimmte, nacheilende Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt.
  3. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Ventilbetätigungsmechanismus (3) vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass er eine maximale Anhebephase eines Auslassventils der Brennkraftmaschine ändert, wobei die Steuerung (22) weiterhin so ausgebildet ist, dass sie: die maximale Anhebephase des Auslassventils auf eine vorbestimmte, nacheilende Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus (3) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals unterhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt, und die maximale Anhebephase des Auslassventils auf eine vorbestimmte voreilende Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus (3) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt.
  4. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilbetätigungsmechanismus (1) eine Vorspannvorrichtung (30) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie den Einlassventilbetätigungswinkel in einer solchen Richtung vorspannt, dass der Einlassventilbetätigungswinkel verkleinert wird.
  5. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilbetätigungsmechanismus (2) darüber hinaus einen Verriegelungsmechanismus (50, 51) aufweist, der so ausgebildet ist, das Flügelradteil (32) in einer vorbestimmten Drehlage zu verriegeln.
  6. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsgeschwindigkeit des zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) in jener Richtung, um die maximale Anhebephase des Einlassventils nacheilend auszubilden, im Wesentlichen gleich der Betätigungsgeschwindigkeit des ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1) in jener Richtung ist, in welcher der Einlassventilbetätigungswinkel vergrößert wird.
  7. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile für Brennkraftmaschinen, bei welcher vorgesehen sind: ein erster Ventilbetätigungsmechanismus (1), der so ausgebildet ist, dass er einen Einlassventilbetätigungswinkel der Brennkraftmaschine elektronisch ändert; ein zweiter Ventilbetätigungsmechanismus (2), der so ausgebildet ist, dass er eine maximale Anhebephase eines Einlassventils der Brennkraftmaschine ändert, wobei der zweite Ventilbetätigungsmechanismus (2) aufweist: ein Gehäuse (34), das so ausgebildet ist, dass es sich synchron mit einer Kurbelwelle in der Brennkraftmaschine dreht; ein Flügelradteil (32), das mit einer Antriebswelle (6) zur Einlassventilbetätigung gekuppelt ist, und bewegbar in dem Gehäuse (34) angebracht ist, wobei das Flügelradteil (32) ein Flügelrad (32b) aufweist, das eine erste und eine zweite Fluiddruckkammer (41, 42) an einer ersten und einer zweiten, entgegengesetzten Seite des Flügelrades (32b) festlegt; eine Hydraulikschaltung (43, 44, 45, 46, 47, 48, 49), die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil (32) relativ zum Gehäuse (34) dreht, durch Zuführung und Abnehmen eines Bremsfluids zur ersten und zweiten Fluiddruckkammer (41, 42) bzw. weg von diesen, um so die maximale Anhebephase des Einlassventils zu ändern; und eine Vorspannvorrichtung (55, 56), die so ausgebildet ist, dass sie das Flügelradteil (32) relativ zum Gehäuse (34) in solcher Richtung vorspannt, dass die maximale Anhebephase des Einlassventils nacheilend ausgebildet wird; und eine Steuerung (22), die so ausgebildet ist, dass sie den ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1) und den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) in Abhängigkeit von einer Gaspedalbetätigung der Brennkraftmaschine steuert.
  8. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (22) dazu ausgebildet ist, dass sie: den Einlassventilbetätigungswinkel auf unterhalb eines vorbestimmten Winkelwertes einstellt, durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1), und die maximale Anhebephase des Einlassventils auf eine vorbestimmte, voreilende Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung eines Gaspedals der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorbestimmten Bezugswertes liegt; und den Einlassventilbetätigungswinkel auf oberhalb des vorbestimmten Winkelwertes durch den ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1) einstellt, und die maximale Anhebephase des Einlassventils auf eine vorbestimmte, nacheilende Position durch den zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt.
  9. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Ventilbetätigungsmechanismus (3) vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass er eine maximale Anhebephase eines Auslassventils der Brennkraftmaschine ändert, wobei die Steuerung (22) darüber hinaus so ausgebildet ist, dass sie: die maximale Anhebephase des Auslassventils auf eine vorbestimmte, nacheilende Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus (3) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals unterhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt; und die maximale Anhebephase des Auslassventils auf eine vorbestimmte voreilende Position durch den dritten Ventilbetätigungsmechanismus (3) einstellt, wenn das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals oberhalb des vorbestimmten Bezugswertes liegt.
  10. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilbetätigungsmechanismus (1) eine Vorspannvorrichtung (30) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie den Einlassventilbetätigungswinkel in einer solchen Richtung vorspannt, dass der Einlassventilbetätigungswinkel verkleinert wird.
  11. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilbetätigungsmechanismus (2) weiterhin einen Verriegelungsmechanismus (50, 51) aufweist, der so ausgebildet ist, dass das Flügelradteil (32) in einer vorbestimmten Drehlage verriegelt wird.
  12. Betätigungseinrichtung für verstellbare Ventile nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsgeschwindigkeit des zweiten Ventilbetätigungsmechanismus (2) in jener Richtung, um die maximale Anhebephase des Einlassventils zu verzögern, im Wesentlichen gleich der Betätigungsgeschwindigkeit des ersten Ventilbetätigungsmechanismus (1) in jener Richtung ist, um den Einlassventilbetätigungswinkel zu erhöhen.
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