DE102012013518A1 - Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung - Google Patents

Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Ein Wegeventil bzw. Wegeschieber schaltet zwischen einer ersten Stellung, bei der ein Abflussdurchgang mit einem Phasenvoreilungsdurchgang und einem Phasennacheilungsdurchgang verbunden ist und ein Sperrdurchgang mit einem Ablasskanal verbunden ist, einer zweiten Stellung, bei der der Abflussdurchgang mit dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang mit dem Ablasskanal verbunden ist, einer dritten Stellung, bei der der Abflussdurchgang mit dem Phasennacheilungsdurchgang und dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang mit dem Ablasskanal verbunden ist, und einer vierten Stellung um, bei der der Abflussdurchgang mit dem Sperrdurchgang verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang und dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Phasennacheilungsdurchgang blockiert ist. Das Wegeventil ist ferner auf eine sechste Stellung umschaltbar, bei der der Phasenvoreilungsdurchgang, der Phasennacheilungsdurchgang und der Sperrdurchgang sämtlich mit dem Abflussdurchgang in Verbindung stehen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuer-/Regelventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung zur variablen Steuerung/Regelung eines Ventiltimings eines Motorventils, wie zum Beispiel einem Einlassventil und/oder einem Auslassventil, in Abhängigkeit von einem Motorbetriebszustand.
  • Stand der Technik
  • In den letzten Jahren wurden verschiedene mit einem hydraulisch betätigten Flügelelement ausgestattete variable Ventiltiming-Steuerungsvorrichtungen vorgeschlagen und entwickelt, die ein Flügelelement an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung mittels eines Sperrmechanismus während einer Startphase eines Verbrennungsmotors sperren können. Um einen gesperrten Zustand des Flügelelements mit einem eingerückten Sicherungsstift des Sperrmechanismus zu lösen, wird ein Arbeitsfluid (Hydrauliköl) entweder in einer Phasenvoreilungskammer oder einer Phasennacheilungskammer verwendet. Während der Drehung einer Nockenwelle wirkt aufgrund von Reaktionskräften von der Motorventilseite zu den Nocken ein so genanntes Wechseldrehmoment (mit anderen Worten positive und negative Drehmomentschwankungen) auf die Nockenwelle ein. Aufgrund des von der Nockenwelle übertragenen Wechseldrehmoments neigt das Flügelelement zum Flattern und dadurch treten Hydraulikdruckschwankungen in der Phasennacheilungskammer und der Phasenvoreilungskammer auf. Infolge derartiger Hydraulikdruckschwankungen, die aus dem Wechseldrehmoment entstehen, besteht eine Möglichkeit, dass der gesperrte Zustand nicht auf einfache Weise gelöst werden kann.
  • Um dies zu vermeiden, lehrt die vorläufige japanische Patentanmeldung mit der Nummer 2003-247403 (nachfolgend mit ” JP 2003-247403 ” bezeichnet), dass ein exklusiver Öldurchgang, der nur für den Sperrmechanismus verwendet wird, getrennt von den Zufuhr- und Abfuhr-Öldurchgängen für die Phasenvoreilungskammern und die Phasennacheilungskammern vorgesehen sind, und außerdem ein einzelnes Steuerventil zur Zufuhr- und Abfuhrsteuerung des Arbeitsfluids für die Phasenvoreilungskammern und die Phasennacheilungskammern und die Hydraulikdrucksteuerung für den Sperrmechanismus zum Sperren oder Entsperren vorgesehen ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Im Falle der in der JP 2003-247403 offenbarten Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung, die einen exklusiven Öldurchgang für den Sperrmechanismus einsetzt, wird, wenn ein Sperrzustand des Flügelelements mit einem eingerückten Sicherungsstift gelöst wird, ein Hydraulikdruck jeder der Phasenvoreilungskammern zugeführt während das Arbeitsfluid aus jeder der Phasennacheilungskammern abgeführt. Daher erfolgt eine Bewegung des Sicherungsstifts in die Entsperrrichtung (oder die ausrückende Richtung) in einem Zustand, bei dem eine Drehbewegung des Flügelelements in der Phasenvoreilungsrichtung stattfindet. Eine Scherkraft wirkt auf den Sicherungsstift am Rand des Innenumfangs eines Sicherungsstiftlochs ein und folglich befindet sich der Außenumfang des Sicherungsstifts in einem Zustand eines Druckkontakts mit dem Rand des Innenumfangs des Sicherungsstiftlochs. In einem solchen Fall besteht eine Möglichkeit, dass der gesperrte Zustand nicht auf einfache Weise gelöst werden kann.
  • Es wäre daher wünschenswert, einen Entsperrvorgang des Sperrmechanismus ungeachtet von Hydraulikdruckschwankungen, die aus dem Wechseldrehmoment entstehen, auf einfache Weise und sicher zustande zu bringen.
  • Im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung, das auf einfache Weise und sicher einen Entsperrvorgang eines Sperrmechanismus (eines Stellungs-Haltemechanismus) ausführen kann, der ein Flügelelement an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung sperrt oder hält, bzw. ein Steuergerät zu dessen Steuerung bereitzustellen.
  • Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, bzw. 14. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Um die vorgenannten und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, weist ein Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung mit einem Gehäuse, das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird und darin eine Arbeitsfluidkammer definiert, mit einem Flügelrotor, der mit einer Nockenwelle fest verbunden ist und im Gehäuse drehbar untergebracht ist, sodass sich der Flügelrotor relativ zum Gehäuse dreht, wobei der Flügelrotor Flügel zur Unterteilung der Arbeitsfluidkammer in eine Phasenvoreilungskammer und eine Phasennacheilungskammer aufweist, mit einem Sperrmechanismus, der gesperrt wird, damit der Flügelrotor an einer Zwischenposition bzw. Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsposition bzw. Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsposition bzw. Phasennacheilungsstellung gehalten werden kann und durch einen darin zugeführten Arbeitsfluiddruck entsperrt wird, mit einem Phasenvoreilungsdurchgang, der mit der Phasenvoreilungskammer verbunden ist, mit einem Phasennacheilungsdurchgang, der mit der Phasennacheilungskammer verbunden ist, und mit einem Sperrdurchgang, der zur Arbeitsfluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für den Sperrmechanismus vorgesehen ist, einen Wegeschieber bzw. ein Wegeventil auf, das zwischen einer ersten Position bzw. Stellung, einer zweiten Stellung, einer dritten Stellung und einer vierten Stellung umschaltbar ist, wobei die erste Stellung eine Stellung ist, bei der ein Abflussdurchgang einer Pumpe ist, die vom Motor angetrieben wird, sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Phasennacheilungsdurchgang verbunden ist und der Sperrdurchgang gleichzeitig mit einem Ablasskanal verbunden ist, die zweite Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang gleichzeitig mit dem Ablasskanal verbunden ist, die dritte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang als auch dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang gleichzeitig mit dem Ablasskanal verbunden ist, und die vierte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang mit dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Abflussdurchgang gleichzeitig sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Phasennacheilungsdurchgang durch eine Strömungsdurchgangsfläche verbunden ist, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird, oder eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang und dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Phasennacheilungsdurchgang blockiert ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung mit einem antreibenden Drehelement, das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird, mit einem angetriebenen Drehelement, das mit einer Nockenwelle fest verbunden ist und eine Phasenvoreilungskammer und eine Phasennacheilungskammer zwischen dem antreibenden Drehelement und dem angetriebenen Drehelement definiert, mit einem Sperrmechanismus, der gesperrt wird, damit eine Winkelstellung des angetriebenen Drehelements relativ zum antreibenden Drehelement an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung gehalten werden kann und durch darin zugeführten Arbeitsfluiddruck entsperrt wird, mit einem Phasenvoreilungsdurchgang, der mit der Phasenvoreilungskammer verbunden ist, mit einem Phasennacheilungsdurchgang, der mit der Phasennacheilungskammer verbunden ist, und mit einem Sperrdurchgang, der zur Arbeitsfluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für den Sperrmechanismus vorgesehen ist, ein Wegeventil auf, das zwischen einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung, einer dritten Stellung und einer vierten Stellung umschaltbar ist, wobei die erste Stellung eine Stellung ist, bei der ein Abflussdurchgang einer Pumpe, die vom Motor angetrieben wird, sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Phasennacheilungsdurchgang verbunden ist und der Sperrdurchgang gleichzeitig mit einem Ablasskanal verbunden ist, die zweite Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang gleichzeitig mit dem Ablasskanal verbunden ist, die dritte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang als auch dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang gleichzeitig mit dem Ablasskanal verbunden ist, und die vierte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang mit dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Abflussdurchgang gleichzeitig sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Phasennacheilungsdurchgang durch eine Strömungsdurchgangsfläche verbunden ist, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird, oder eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang und dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Phasennacheilungsdurchgang blockiert ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Steuergerät zur Steuerung eines Steuerventils zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung mit einem Gehäuse, das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird und eine Arbeitsfluidkammer darin definiert, mit einem Flügelrotor, der mit einer Nockenwelle fest verbunden ist und im Gehäuse drehbar untergebracht ist, sodass sich der Flügelrotor relativ zum Gehäuse dreht, wobei der Flügelrotor Flügel zur Unterteilung der Arbeitsfluidkammer in eine Phasenvoreilungskammer und eine Phasennacheilungskammer aufweist, mit einem Sperrmechanismus, der gesperrt wird, damit der Flügelrotor an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung gehalten werden kann und durch einen darin zugeführten Arbeitsfluiddruck entsperrt wird, mit einem Phasenvoreilungsdurchgang, der mit der Phasenvoreilungskammer verbunden ist, mit einem Phasennacheilungsdurchgang, der mit der Phasennacheilungskammer verbunden ist, und mit einem Sperrdurchgang, der zur Arbeitsfluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für den Sperrmechanismus vorgesehen ist, eine elektronische Steuereinheit auf zum Steuern eines Umschaltens zwischen einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung, einer dritten Stellung und einer vierten Stellung durch Verändern eines Erregungsgrads eines elektrisch betätigten Ventilelements des Steuerventils, wobei die erste Stellung eine Stellung ist, bei der ein Abflussdurchgang einer Pumpe, die vom Motor angetrieben wird, sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Phasennacheilungsdurchgang verbunden ist und der Sperrdurchgang gleichzeitig mit einem Ablasskanal verbunden ist, die zweite Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang gleichzeitig mit dem Ablasskanal verbunden ist, die dritte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang als auch dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang gleichzeitig mit dem Ablasskanal verbunden ist, und die vierte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang mit dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Abflussdurchgang gleichzeitig sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang als auch dem Phasennacheilungsdurchgang durch eine Strömungsdurchgangsfläche verbunden ist, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird, oder eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang und dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Phasennacheilungsdurchgang blockiert ist, wobei die Steuereinheit das Steuerventil während einer Startphase des Motors auf die erste Stellung umschaltet, die Steuereinheit das Steuerventil selektiv auf eine der zweiten und dritten Stellungen umschaltet, wenn das Ventiltiming des Motors verändert wird, und die Steuereinheit das Steuerventil auf die vierte Stellung umschaltet, wenn das Ventiltiming des Motors beibehalten wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
  • 1 ein Systemschaubild, das eine Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung (VTC) veranschaulicht, bei, der eine Ausführungsform eines elektromagnetischen Wegeventils eingesetzt werden kann,
  • 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in 1, die eine Zwischenphasenstellung zeigt, bei der ein Flügelelement der VTC-Vorrichtung an einer Winkelstellung gehalten wird, die einer Zwischenphase entspricht,
  • 3 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in 1, die eine maximale Phasennacheilungsstellung zeigt, bei der das Flügelelement auf eine Winkelstellung gedreht wurde, die einer maximalen Nacheilungsphase entspricht,
  • 4 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A in 1, die eine maximale Phasenvoreilungsstellung zeigt, bei dem das Flügelelement auf eine Winkelstellung gedreht wurde, die einer maximalen Voreilungsphase entspricht,
  • 5 eine Querschnittsansicht, die zwei Querschnitte längs der Linie B-B und der Linie C-C in 2 zeigt und einen Eingriff von jedem der Sicherungsstifte der VTC-Vorrichtung veranschaulicht,
  • 6 eine Querschnittsansicht, die zwei Querschnitte längs der Linie B-B und der Linie C-C in 2 zeigt und einen weiteren Eingriff der Sicherungsstifte veranschaulicht,
  • 7 eine Querschnittsansicht, die zwei Querschnitte längs der Linie B-B und der Linie C-C in 2 zeigt und einen weiteren Eingriff der Sicherungsstifte veranschaulicht,
  • 8 eine Querschnittsansicht, die zwei Querschnitte längs der Linie B-B und der Linie C-C in 2 zeigt und noch einen Eingriff der Sicherungsstifte veranschaulicht,
  • 9 eine Querschnittsansicht, die zwei Querschnitte längs der Linie B-B und der Linie C-C in 2 zeigt und einen weiteren Eingriff der Sicherungsstifte veranschaulicht,
  • 10 eine Querschnittsansicht, die zwei Querschnitte längs der Linie B-B und der Linie C-C in 2 zeigt und einen weiteren Eingriff der Sicherungsstifte veranschaulicht,
  • 11 eine Längsschnittansicht des elektromagnetischen Wegeventils der Ausführungsform,
  • 12 eine Längsschnittansicht eines Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der Ausführungsform, der auf einer ersten Stellung positioniert ist,
  • 13 eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers, der auf einer sechsten Stellung positioniert ist,
  • 14 eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers, der auf einer zweiten Stellung positioniert ist,
  • 15 eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers, der auf einer vierten Stellung positioniert ist,
  • 16 eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers, der auf einer dritten Stellung positioniert ist,
  • 17 eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers, der auf einer fünfte Stellung positioniert ist,
  • 18 eine Tabelle, die die Beziehung zwischen einer Hubgröße des Steuerschiebers (d. h. einer axialen Steuerschieberposition), einer Arbeitsfluid-Zufuhr zu einer Phasenvoreilungskammer, einer Phasennacheilungskammer und einem Sperrdurchgang und eine Arbeitsfluid-Abfuhr aus der Phasenvoreilungskammer, der Phasennacheilungskammer und dem Sperrdurchgang zeigt,
  • 19 ein Ablaufdiagramm einer Steuerschieberpositionssteuerung, die in einer elektronischen Steuereinheit (einem Steuergerät) ausgeführt wird, das im VTC-System integriert ist,
  • 20A eine Längsschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines elektromagnetischen Wegeventils, das bei der VTC-Vorrichtung eingesetzt werden kann, während 20B eine Längsschnittansicht des elektromagnetischen Wegesteuerungsventils der zweiten Ausführungsform an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 20A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist,
  • 21A eine Längsschnittansicht eines Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform, der in einer ersten Stellung positioniert ist, während 21B eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 21A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist,
  • 22A eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform, der in einer sechsten Stellung positioniert ist, während 22B eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 22A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist,
  • 23A eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform, der in einer sechsten Stellung positioniert ist, während 23B eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 23A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist,
  • 24A eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform, der in einer vierten Stellung positioniert ist, während 24B eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 24A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist,
  • 25A eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform, der in einer dritten Stellung positioniert ist, während 25B eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 25A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist, und
  • 26A eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform, der in einer fünften Stellung positioniert ist, während 26B eine Längsschnittansicht des Steuerschiebers an einer Winkelstellung ist, die um 90° gegenüber der dem Querschnitt von 26A entsprechenden Winkelstellung gedreht ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Mit Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere auf 1 bis 4, wird das Steuerventil der Ausführungsform in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung erläutert, die auf einer Einlassventilseite eines Verbrennungsmotors eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (HEV), eines mit einem Leerlauf-Stopp-System ausgestatteten Kraftfahrzeug und dergleichen Anwendung findet.
  • Wie in 1 bis 4 dargestellt, umfasst die Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung ein Steuerrad 1, das von einer Motorkurbelwelle über eine Steuerkette angetrieben wird und als antreibendes Drehelement dient, eine einlassventilseitige Nockenwelle 2, die in Längsrichtung des Motors angeordnet ist und relativ zum Steuerrad 1 drehbar ist, einen Phasenänderungsmechanismus 3, der zwischen dem Steuerrad 1 und der Nockenwelle 2 installiert ist, um eine relative Winkelphase der Nockenwelle 2 zum Steuerrad 1 (zur Kurbelwelle) zu verändern, einen Stellungs-Haltemechanismus 4, der zum Sperren oder Halten des Phasenänderungsmechanismus 3 an einer vorgegebenen Zwischenphasen-Winkelstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung vorgesehen ist, und ein Hydraulikkreis 5, der zur hydraulischen Betätigung des Phasenänderungsmechanismus 3 sowie des Stellungs-Haltemechanismus 4 vorgesehen ist.
  • Das Steuerrad 1 ist in einer dickwandigen Scheibenform ausgebildet. Der Außenumfang des Steuerrads 1 weist einen gezahnten Bereich 1t auf, auf den die Steuerkette aufgezogen ist. Das dickwandige scheibenförmige Steuerrad 1 dient außerdem als hintere Abdeckung, die ein rückseitiges bzw. hinteres Öffnungsende eines Gehäuses (das später beschrieben wird) hermetisch verschließt. Das Steuerrad 1 ist außerdem mit einer Abstützungsbohrung 6 (einem mittigen Durchgangsloch) ausgebildet, die auf dem Außenumfang eines Flügelrotors (der später beschrieben wird) abgestützt ist, der mit der Nockenwelle 2 fest verbunden ist.
  • Die Nockenwelle 2 ist auf einen Zylinderkopf (nicht dargestellt) über Nockenlager (nicht dargestellt) drehbar gelagert. Die Nockenwelle 2 weist eine Mehrzahl von Nocken auf, die auf deren Außenumfang einstückig ausgebildet und in der Axialrichtung der Nockenwelle 2 voneinander beanstandet sind, um die Motorventile (d. h. die Einlassventile) zu betätigen. Die Nockenwelle 2 weist ein Innengewindeloch 2a auf, das an einem axialen Ende längs der Nockenwellenmitte ausgebildet ist.
  • Wie in 1 bis 2 dargestellt, beinhaltet der Phasenänderungsmechanismus 3 ein Gehäuse 7, ein Flügelelement 9, drei Phasennacheilungs-Hydraulikkammern (vereinfacht drei Phasennacheilungskammern) 11, 11, 11 und drei Phasenvoreilungs-Hydraulikkammern (vereinfacht drei Phasenvoreilungskammern) 12, 12, 12. Das Gehäuse 7 ist in der Axialrichtung einstückig mit dem Steuerrad 1 verbunden. Das Flügelelement 9 ist mit dem axialen Ende der Nockenwelle 2 mittels einer Nockenschraube 8 fest verbunden, die in das Innengewindeloch 2a des axialen Endes der Nockenwelle 2 eingeschraubt ist, und dient als angetriebenes Drehelement, das im Gehäuse 7 drehbar eingeschlossen ist. Das Gehäuse 7 weist drei Trennwände 10, 10, 10 (drei Schuhe) auf, die auf der Innenumfangsfläche des Gehäuses 7 einstückig ausgebildet sind. Die drei Phasennacheilungskammern 11 und die drei Phasenvoreilungskammern 12 werden durch die drei Trennwände 10 und die drei Flügel (die später beschrieben werden) des Flügelelements 9 definiert.
  • Das Gehäuse 7 umfasst einen zylindrischen Gehäusekörper 7a, eine vordere Abdeckung 13 und das Steuerrad 1, das als hintere Abdeckung für das rückseitige Öffnungsende des Gehäuses 7 dient. Der Gehäusekörper 7a ist als hohlzylindrisches Gehäuseelement ausgebildet, das in den beiden entgegengesetzten Axialrichtungen an beiden Enden geöffnet ist. Der Gehäusekörper 7a ist aus gesinterten Metalllegierungsmaterialien, wie z. B. Eisenlegierungsmaterialien hergestellt. Der Gehäusekörper 7a weist drei radial einwärts vorragende Schuhe 10, 10, 10 auf, die auf seinem Innenumfang einstückig ausgebildet sind. Die vordere Abdeckung 13 ist durch Stanzen hergestellt. Die vordere Abdeckung 13 ist zum hermetischen Verschließen des vorderen Öffnungsendes des Gehäusekörpers 7a vorgesehen. Der Gehäusekörper 7a, die vordere Abdeckung 13 und das Steuerrad 1 (d. h. die hintere Abdeckung) sind durch eine gemeinsame Befestigung mit drei Schrauben 14, 14, 14 einstückig miteinander verbunden, die jeweilige Schraubeneinstecklöcher, und zwar Durchgangslöcher 10a, 10a, 10a durchdringen, die in den jeweiligen Trennwänden 10 ausgebildet sind. Die vordere Abdeckung 13 ist mit einem mittigen Einsteckloch 13a (einem Durchgangsloch) ausgebildet.
  • Das Flügelelement 9 ist aus einem Metallmaterial ausgebildet. Das Flügelelement 9 umfasst einen Flügelrotor 15, der mit dem axialen Ende der Nockenwelle 2 mittels der Nockenschraube 8 fest verbunden ist, und drei sich radial erstreckende Flügelblätter 16a, 16b und 16c, die auf dem Außenumfang des Flügelrotors 15 ausgebildet und in Umfangsrichtung mit ca. 120° voneinander beabstandet sind.
  • Der Flügelrotor 15 ist in einer im Wesentlichen hohlzylindrischen Form ausgebildet, die sich axial erstreckt. Der Flügelrotor 15 ist mit einem mittigen hohlzylindrischen Dichtungselement-Einsatzführungsbereich 15a ausgebildet, der aus einer vorderen Stirnseite 15b axial geringfügig herausragt. Ein hinteres Ende 15c des Flügelrotors 15 erstreckt sich axial in Richtung zur Nockenwelle 2. Eine zylindrische Montagebohrung 15d ist im Flügelrotor 15 über die axiale Länge vom vorderen Ende bis zum hinteren Ende des Flügelrotors 15 ausgebildet.
  • Drei Flügel 16a–16c sind in den jeweiligen Innenräumen angeordnet, die durch die drei Trennwände 10 definiert sind. Die Umfangsbreiten der drei Flügel 16a–16c sind so dimensioniert, dass sie sich voneinander unterscheiden. Der Flügel 16a, der eine maximale Umfangsbreite aufweist, und der Flügel 16b, der eine mittlere Umfangsbreite aufweist, die etwas geringer als die maximale Umfangsbreite ist, sind beide im Wesentlichen als Kreissektor ausgebildet. Demgegenüber ist der Flügel 16c, der eine minimale Umfangsbreite aufweist, als dickwandige Platte ausgebildet. Die drei Flügel 16a–16c weisen jeweils axial verlängerte Dichtungshaltenuten auf, die in deren äußersten Enden (Spitzen) ausgebildet sind und sich in Axialrichtung erstrecken. Jede der drei Dichtungshaltenuten der Flügel ist im Wesentlichen als Rechteck ausgebildet. Drei Ölabdichtungselemente 17a, 17a und 17a, die jeweils einen im Wesentlichen quadratischen seitlichen Querschnitt aufweisen, sind in den jeweiligen Dichtungshaltenuten der drei Flügel 16a–16c eingepresst, um eine Dichtwirkung zwischen der Innenumfangsfläche des Gehäusekörpers 7a und den äußersten Enden (Spitzen) der Flügel 16a–16c bereitzustellen. In gleicher Weise weisen die drei Trennwände 10 jeweils axial verlängerte Dichtungshaltenuten auf, die in deren innersten Enden (Spitzen) ausgebildet sind und sich in der Axialrichtung erstrecken. Jede der drei Dichtungshaltenuten der Trennwände ist im Wesentlichen als Rechteck ausgebildet. Drei Ölabdichtungselemente 17b, 17b und 17b, die jeweils einen im Wesentlichen quadratischen seitlichen Querschnitt aufweisen, sind in die jeweiligen Dichtungshaltenuten der drei Trennwände 10 eingepasst, um eine Dichtwirkung zwischen der Außenumfangsfläche des Flügelrotors 15 und den innersten Enden (Spitzen) der Trennwände 10 bereitzustellen.
  • Wenn sich das Flügelelement 9, wie in 3 dargestellt, relativ zum Gehäuse 7 (oder zum Steuerrad 1) in die Phasennacheilungsrichtung dreht, wird eine Seitenfläche 16d (in Blickrichtung von 3 eine Seitenfläche im Gegenuhrzeigersinn) des Flügels 16a mit der maximalen Umfangsbreite in einen anliegenden Eingriff mit einer radial nach innen vorragenden Fläche 10b gebracht, die auf einer Seitenfläche (in Blickrichtung von 3 eine Seitenfläche im Uhrzeigersinn) der gegenüberliegenden Trennwand 10 ausgebildet ist, und dadurch wird eine maximale Phasennacheilungswinkelstellung des Flügelelements 9 begrenzt. Wenn sich das Flügelelement 9 hingegen, wie in 4 dargestellt, relativ zum Gehäuse 7 (oder zum Steuerrad 1) in die Phasenvoreilungsrichtung (die Drehrichtung, die durch den Pfeil in 2 gekennzeichnet ist) dreht, wird eine andere Seitenfläche 16e (in Blickrichtung von 4 eine Seitenfläche im Uhrzeigersinn) des Flügels 16a mit der maximalen Umfangsbreite in einen anliegenden Eingriff mit einer radial nach innen vorragenden Fläche 10c gebracht, die auf einer Seitenfläche (in Blickrichtung von 4 eine Seitenfläche im Gegenuhrzeigersinn) der gegenüberliegenden Trennwand 10 ausgebildet ist, und dadurch wird eine maximale Phasenvoreilungswinkelstellung des Flügelelements 9 begrenzt.
  • Mit dem an dessen maximaler Phasennacheilungswinkelstellung (siehe 3) gehaltenen Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite, oder mit dem an dessen maximaler Phasenvoreilungswinkelstellung (siehe 4) gehaltenen Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite, werden beide Seitenflächen der anderen Flügel 16b und 16c in einer beabstandeten, berührungslosen Lagebeziehung mit den jeweiligen Seitenflächen der zugehörigen Trennwände gehalten. Demzufolge kann die Anlagepräzision zwischen dem Flügelelement 9 und der Trennwand 10 verbessert werden und außerdem kann die Geschwindigkeit der Hydraulikdruckzufuhr zu jeder der Hydraulikkammern 11 und 12 erhöht werden, wodurch eine Ansprechempfindlichkeit einer Normaldrehung/Rückwärtsdrehung des Flügelelements 9 verbessert werden kann.
  • Die zuvor erläuterten drei Phasennacheilungskammern 11 und Phasenvoreilungskammern 12 werden durch die beiden Seitenflächen von jedem der Flügel 16a–16c und die beiden Seitenflächen von jeder der Trennwände 10 definiert. Jede der Phasennacheilungskammern 11 ist mit dem Hydraulikkreis (der später beschrieben wird) über ein zugehöriges sich axial erstreckendes erstes Verbindungsloch 11a verbunden, das im Flügelrotor 15 ausgebildet ist. In gleicher Weise ist jede der Phasenvoreilungskammern 12 mit dem Hydraulikkreis 5 über das zugehörige sich axial erstreckende zweite Verbindungsloch 12a verbunden, das im Flügelrotor 15 ausgebildet ist.
  • Der Stellungs-Haltemechanismus 4 ist zum Halten oder Sperren einer Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Gehäuse 7 an einer Zwischenphasen-Winkelstellung (die der Winkelstellung des Flügelelements 9 in 2 entspricht) zwischen der maximalen Phasennacheilungswinkelstellung (siehe 3) und der maximalen Phasenvoreilungswinkelstellung (siehe 4) vorgesehen. Das heißt, der Stellungs-Haltemechanismus 4 dient als Sperrmechanismus.
  • Wie in 5 bis 10 dargestellt, umfasst der Stellungs-Haltemechanismus 4 ein erstes Sperrloch-Strukturelement 1a, ein zweites Sperrloch-Strukturelement 1b, ein erstes Sperrloch 24, ein zweites Sperrloch 25, einen ersten Sperrstift 26, einen zweiten Sperrstift 27 und einen Sperr-/Entsperrdurchgang (vereinfacht einen Sperrdurchgang) 28. Die ersten und zweiten Sperrloch-Strukturelemente 1a–1b sind in der Seitenwand des Steuerrads 1 angeordnet, die auch als hintere Abdeckung zum hermetischen Verschließen des hinteren Öffnungsendes des Gehäusekörpers 7a dient, und sind an entsprechend vorgegebenen Umfangspositionen eingerichtet. Wie in 5 bis 10 ersichtlich, weist jedes der ersten und zweiten Sperrloch-Strukturelemente 1a–1b einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt auf. Das erste Sperrloch 24 ist im ersten Sperrloch-Strukturelement 1a ausgebildet, während das zweite Sperrloch 25 im zweiten Sperrloch-Strukturelement 1b ausgebildet ist. Der erste Sperrstift 26 (der als ein im Wesentlichen zylindrisches Sperrelement dient) ist im Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite betätigbar angeordnet, sodass eine Bewegung des ersten Sperrstifts 26 in einen oder aus einem Eingriff mit dem ersten Sperrloch 24 zulässig ist. In gleicher Weise ist der zweite Sperrstift 27 (der als ein im Wesentlichen zylindrisches Sperrelement dient) im Flügel 16b mit der mittleren Umfangsbreite angeordnet, so dass eine Bewegung des zweiten Sperrstifts 27 in einen oder aus einem Eingriff mit dem zweiten Sperrloch 25 möglich ist. Der Sperrdurchgang 28 ist zum Ausrücken des ersten Sperrstifts 26 aus dem ersten Sperrloch 24 und zum Ausrücken des zweiten Sperrstifts 27 aus dem zweiten Sperrloch 25 vorgesehen.
  • Wie in 2 bis 5 dargestellt, ist das erste Sperrloch 24 in einer Kokonform (oder einer elliptischen Kreisbogenform) ausgebildet, die sich in die Umfangsrichtung des Steuerrads 1 erstreckt. Das erste Sperrloch 24 ist auf einer Innenfläche 1c des Steuerrads 1 ausgebildet und an einer Zwischenstellung etwas versetzt zur Phasenvoreilungsseite in Bezug auf die maximale Phasennacheilungswinkelstellung des Flügelelements 9 (insbesondere des Flügels 16a mit der maximalen Umfangsbreite) angeordnet. Darüber hinaus ist das erste Sperrloch 24 als stufenförmiges bzw. abgestuftes Loch mit drei Stufen ausgebildet, dessen Bodenfläche sich stufenweise von der Phasennacheilungsphase (mit anderen Worten der Seite der Phasenvoreilungskammer 12) zur Phasenvoreilungsseite (mit anderen Worten der Seite der Phasennacheilungskammer 11) absenkt. Das erste Sperrloch 24 (d. h. die dreistufig abgestufte Nut) dient als erste Sperr-Führungsnut.
  • Das heißt, dass unter der Annahme, dass die Innenfläche 1c, wie aus 5 bis 10 ersichtlich, als oberste Ebene betrachtet wird, sich die erste Sperr-Führungsnut (die dreistufig abgestufte Nut) stufenweise von einer ersten Bodenfläche 24a über eine zweite Bodenfläche 24b zu einer dritten Bodenfläche 24c in dieser Reihenfolge absenkt. Eine Innenfläche 24d der ersten Sperr-Führungsnut, die auf der Seite der Phasennacheilungskammer 11 angeordnet ist, ist als aufrechte Wandfläche (in Blickrichtung von 5 bis 10) ausgebildet. Bei der Bewegung des ersten Sperrstifts 26 nacheinander in Eingriff mit den ersten, zweiten und dritten Bodenflächen 24a, 24b und 24c aufgrund der Drehbewegung des Flügels 16a in die Phasenvoreilungsrichtung ermöglicht die erste Sperr-Führungsnut, dass sich eine Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 von der Innenfläche 1c (der obersten Ebene) des Steuerrads 1 über die ersten und zweiten Bodenflächen 24a–24b zur dritten Bodenfläche 24c stufenweise in die Phasenvoreilungsrichtung absenkt. Die erste Sperr-Führungsnut begrenzt oder blockiert jedoch eine Bewegung der Spitze 26a in die entgegengesetzte Richtung, d. h. in die Phasennacheilungsrichtung, mittels der abgestuften Nut, nämlich zu den ersten, zweiten und dritten Bodenflächen 24a–24c. Das heißt, jede der Bodenflächen 24a–24c dient als Einweg-Kupplung, mit anderen Worten als Einweg-Sperrvorrichtungsmitnehmer (vereinfacht ausgedrückt als Sperrvorrichtung).
  • Wie am besten aus 10 ersichtlich, ist der erste Sperrstift 26 so konfiguriert, dass eine Bewegung des ersten Sperrstifts 26 in die Phasenvoreilungsrichtung (mit anderen Worten zur Seite der Phasennacheilungskammer 11) durch ein Anstoßen des Außenumfangs (des Randes) der Spitze 26a an der aufrechten Innenfläche 24d der ersten Sperr-Führungsnut begrenzt wird.
  • Wie aus 2 bis 5 ersichtlich, ist das zweite Sperrloch 25 in gleicher Weise wie das erste Sperrloch 24 in einer elliptischen oder ovalen Form ausgebildet, die sich in der Umfangsrichtung des Steuerrads 1 erstreckt. Das zweite Sperrloch 25 ist auf der Innenfläche 1c des Steuerrads 1 ausgebildet und an einer Mittelstellung etwas versetzt zur Phasenvoreilungsphase in Bezug auf die maximale Phasennacheilungswinkelstellung des Flügelelements 9 (insbesondere des Flügels 16b mit der mittleren Umfangsbreite) angeordnet. Darüber hinaus ist das zweite Sperrloch 25 als abgestuftes Loch mit zwei Stufen ausgebildet, dessen Bodenfläche sich stufenweise von der Phasennacheilungsseite (mit anderen Worten der Seite der Phasenvoreilungskammer 12) zur Phasenvoreilungsseite mit anderen Worten die Seite der Phasennacheilungskammer 11) absenkt. Das zweite Sperrloch 25 (d. h. die zweistufig abgestufte Nut) dient als zweite Sperr-Führungsnut.
  • Das heißt, dass unter der Annahme, dass die Innenfläche 1c, wie aus 5 bis 10 ersichtlich, als oberste Ebene betrachtet wird, sich die zweite Sperr-Führungsnut (die zweistufig abgestufte Nut) stufenweise von einer ersten Bodenfläche 25a zu einer zweiten Bodenfläche 25b in dieser Reihenfolge absenkt. Eine Innenfläche 25c der zweiten Sperr-Führungsnut, die auf der Seite der Phasenvoreilungskammer 12 angeordnet ist, ist als aufrechte Wandfläche (als aufrechte abgestufte Innenfläche) (in Blickrichtung von 5 bis 10) ausgebildet. Darüber hinaus ist die Tiefe einer ersten Bodenfläche 25a des zweiten Sperrlochs 25 etwas tiefer als die der ersten Bodenfläche 24a des ersten Sperrlochs 24 dimensioniert. Die Tiefe der zweiten Bodenfläche 25b des zweiten Sperrlochs 25 ist aufgrund der abgestuften Innenfläche 25c identisch zur summierten Tiefe der zweiten und dritten Bodenflächen 24b–24c des ersten Sperrlochs 24 dimensioniert. Die gesamte Tiefe des zweiten Sperrlochs 25, d. h. die Tiefe der zweiten Bodenfläche 25b des zweiten Sperrlochs 25 ist auf die fast gleiche Tiefe wie die dritte Bodenfläche 24c des ersten Sperrlochs 24 dimensioniert oder festgelegt. Während der Bewegung des zweiten Sperrstifts 27 nacheinander in Eingriff mit den ersten und zweiten Bodenflächen 25a und 25b aufgrund der Drehbewegung des Flügels 16a in die Phasenvoreilungsrichtung ermöglicht die zweite Sperr-Führungsnut, dass sich eine Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 von der Innenfläche 1c (der obersten Ebene) des Steuerrads 1 über die erste Bodenfläche 25a zur zweiten Bodenfläche 25b stufenweise in die Phasenvoreilungsrichtung absenkt. Die zweite Sperr-Führungsnut begrenzt oder blockiert jedoch eine Bewegung der Spitze 27a in die entgegengesetzte Richtung, d. h. in die Phasennacheilungsrichtung mittels der abgestuften Nut, nämlich zu den ersten und zweiten Bodenflächen 25a–25b. Das heißt, jede der Bodenflächen 25a–25b dient als Einweg-Kupplung, mit anderen Worten als Einweg-Sperrvorrichtungsmitnehmer (vereinfacht ausgedrückt als Sperrvorrichtung).
  • Wie am besten aus 10 ersichtlich, ist der zweite Sperrstift 27 so konfiguriert, dass eine Bewegung des zweiten Sperrstifts 27 in die Phasennacheilungsrichtung (mit anderen Worten zur Seite der Phasenvoreilungskammer 12) durch ein Anstoßen des Außenumfangs (des Randes) der Spitze 27a an der abgestuften Innenfläche 25c der zweiten Bodenfläche 25b der zweiten Sperr-Führungsnut begrenzt wird.
  • Bezüglich der Relativpositionsbeziehung der ersten und zweiten Sperrlöcher 24–25, die in den jeweiligen Sperrloch-Strukturelementen 1a–1b des Steuerrads 1 ausgebildet sind, wird in einer Phase, bei der der erste Sperrstift 26 nacheinander in Eingriff mit den ersten, zweiten und dritten Bodenflächen 24a, 24b und 24c des ersten Sperrlochs 24 aufgrund der Drehbewegung des Flügels 16a in die Phasenvoreilungsrichtung gebracht wird, die axiale Stirnseite der Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27, wie in 5 bis 8 dargestellt, immer noch in einem anliegenden Eingriff mit der Innenfläche 1c des Steuerrads 1 gehalten.
  • Wenn sich danach, wie in 9 dargestellt, die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 etwas in die Phasenvoreilungsrichtung längs der dritten Bodenfläche 24c bewegt, wird die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 in einen anliegenden Eingriff mit der ersten Bodenfläche 25a gebracht. Wenn sich der erste Sperrstift 26, der immer noch in einem anliegenden Eingriff mit der dritten Bodenfläche 24c gehalten wird, weiter in die Phasenvoreilungsrichtung bewegt, wird die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 in einen anliegenden Eingriff mit der aufrechten Innenfläche 24d (siehe 10) gebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 in einen anliegenden Eingriff mit der zweiten Bodenfläche 25b gebracht und gleichzeitig wird der Außenumfang (der Rand) der Spitze 27a in einen anliegenden Eingriff mit der abgestuften Innenfläche 25c gebracht. Auf diese Weise wird die Relativpositionsbeziehung der ersten und zweiten Sperrlöcher 24–25 voreingestellt.
  • Wie aus den Querschnitten von 5 bis 10 ersichtlich ist, wird der erste Sperrstift 26 gemäß der Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 von der Phasennacheilungsstellung (siehe 3) zur Phasenvoreilungsstellung (siehe 4) nacheinander (stufenweise) in einen anliegenden Eingriff mit den ersten, zweiten und dritten Bodenflächen 24a, 24b und 24c gebracht und danach wird der zweite Sperrstift 27 nacheinander (schrittweise) in einen anliegenden Eingriff mit den ersten und zweiten Bodenflächen 25a–25b gebracht. Wie oben erläutert, ermöglichen die ersten und zweiten Sperr-Führungsnutstrukturen eine Normaldrehung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in die Phasenvoreilungsrichtung, beschränken oder verhindern jedoch eine Rückwärtsdrehung (Gegendrehung) des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in die Phasennacheilungsrichtung aufgrund einer insgesamt fünfstufigen Sperrvorrichtungswirkung. Letztendlich wird die Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 an der Zwischenphasen-Winkelstellung (siehe 2) zwischen der maximalen Phasennacheilungswinkelstellung (siehe 3) und der maximalen Phasenvoreilungswinkelstellung (siehe 4) gehalten oder gesperrt.
  • Wie am besten aus 1 und 5 ersichtlich, ist der erste Sperrstift 26 in einem ersten Sperrstiftloch 31a (einem axialen Durchgangsloch) verschiebbar angeordnet, das im Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite ausgebildet ist. Der erste Sperrstift 26 ist in einer abgestuften Form konturiert, die die Spitze 26a mit einem vergleichsweise kurzen Axiallängen-Minimaldurchmesser, einen vergleichsweise langen Axiallängen-Mitteldurchmesserbereich 26b, der einstückig durchgehend mit der Spitze 26a mit dem Minimaldurchmesser ausgebildet ist, und einen flanschförmigen ersten Druckaufnahmebereich 26c mit großem Durchmesser umfasst, der einstückig auf dem Außenumfang eines hinteren Endes 26d des Mitteldurchmesserbereichs 26b ausgebildet ist.
  • Das vordere Ende des Mitteldurchmesserbereichs 26b ist in eine sehr enge Einpassbohrung einer Hülse 40 verschiebbar eingepasst, wobei die Hülse 40 flüssigkeitsdicht in das vordere Ende des ersten Sperrstiftlochs 31a eingepresst ist. Das hintere Endes 26d ist verschiebbar in das erste Sperrstiftloch 31a flüssigkeitsdicht eingepresst. Eine Stirnseite 26f der Spitze 26a ist als ebene Fläche ausgebildet, die in einen anliegenden Eingriff (genauer gesagt in einen Wandkontakt) mit jeder der Bodenflächen 24a, 24b und 24c gebracht werden kann.
  • Der erste Sperrstift 26 ist in einer Bewegungsrichtung des ersten Sperrstifts 26 zum Eingriff mit dem ersten Sperrstiftloch 24 durch eine Federkraft einer ersten Feder 29 (Vorspanneinrichtung) permanent vorgespannt. Die erste Feder 29 ist zwischen einer Bodenfläche 26i einer axialen Federbohrung, die im Mitteldurchmesserbereich 26b ausgebildet ist, so ausgebildet, dass sie sich unter Vorspannung axial von der hinteren Stirnseite und der Innenwandfläche der vorderen Abdeckung 13 erstreckt.
  • Der erste Sperrstift 26 ist außerdem so konfiguriert, dass der gleiche Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 auf die Spitze 26a über einen Ölkanal 45a einwirkt, der im Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite ausgebildet ist, und außerdem auf das hintere Ende 26d über einen Ölkanal 45b einwirkt, der im Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite ausgebildet ist.
  • Dies bedeutet, dass die summierte Größe der Druckaufnahme-Oberfläche der Stirnseite 26f der Spitze 26a, die dem Ölkanal 45a zugewandt ist, und der Druckaufnahme-Oberfläche einer kreisförmigen Stirnseite 26g des Mitteldurchmesserbereichs 26b identisch zur summierten Größe der Druckaufnahme-Oberfläche einer hinteren Stirnseite 26h des hinteren Endes 26d, die dem Ölkanal 45b zugewandt ist, und der Druckaufnahme-Oberfläche der Bodenfläche 26i der axialen Federbohrung der ersten Feder 29 festgelegt ist. Die Öldurchgänge (Ölkanäle 45a–45b) des Flügels 16a mit der maximalen Umfangsbreite sind so konfiguriert, dass der gleiche Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 gleichzeitig auf beide Enden des ersten Sperrstifts 26 einwirkt.
  • Darüber hinaus ist die kreisförmige untere Stirnseite (in Blickrichtung von 5–10) des ersten Druckaufnahmebereichs 26c als erste Druckaufnahmefläche 26e ausgelegt, die einer ersten Entsperrdruck-Aufnahmekammer 32 zugewandt ist, während die kreisförmige obere Stirnseite (in Blickrichtung von 5–10) des ersten Druckaufnahmebereichs 26c über eine Entlüftung 43 zur Atmosphäre geöffnet werden kann, welche den Innenraum (d. h., das erste Sperrstiftloch 31a) des Flügels 16a und den Außenraum der vorderen Abdeckung 13 miteinander verbindet.
  • Der zweite Sperrstift 27 ist verschiebbar in einem zweiten Sperrstiftloch 31b (einem axialen Durchgangsloch) angeordnet, das im Flügel 16b mit der mittleren Umfangsbreite ausgebildet ist. Gleichermaßen wie der erste Sperrstift 26 ist der zweite Sperrstift 27 ebenfalls in einer abgestuften Form konturiert, die die Spitze 27a mit einem vergleichsweise kurzen Axiallängen-Minimaldurchmesser, einen vergleichsweise langen Axiallängen-Mitteldurchmesserbereich 27b, der einstückig durchgehend mit der Spitze 27a mit dem Minimaldurchmesser ausgebildet ist, und einen flanschförmigen zweiten Druckaufnahmebereich 27c mit großem Durchmesser umfasst, der einstückig auf dem Außenumfang des hinteren Endes 27d des Mitteldurchmesserbereichs 27b ausgebildet ist. Das vordere Ende des Mitteldurchmesserbereichs 27b ist in eine sehr enge Einpassbohrung einer Hülse 41 verschiebbar eingepasst, wobei die Hülse flüssigkeitsdicht in das vordere Ende des zweiten Sperrstiftlochs 31b eingepresst ist. Das hintere Endes 27d ist verschiebbar in das zweite Sperrstiftloch 31b flüssigkeitsdicht eingepresst. Eine Stirnseite 27f der Spitze 27a ist als ebene Fläche ausgebildet, die in einen anliegenden Eingriff (genauer gesagt in einen Wandkontakt) mit jeder der Bodenflächen 25a und 25b gebracht werden kann.
  • Der zweite Sperrstift 27 ist in einer Bewegungsrichtung des zweiten Sperrstifts 27 zum Eingriff mit dem zweiten Sperrstiftloch 25 durch eine Federkraft einer zweiten Feder 30 (Vorspanneinrichtung) permanent vorgespannt. Die zweite Feder 30 ist zwischen einer Bodenfläche 27i einer axialen Federbohrung, die im Mitteldurchmesserbereich 27b so ausgebildet ist, dass sie sich von der hinteren Stirnseite axial erstreckt, und der Innenwandfläche der vorderen Abdeckung 13 unter Vorspannung angeordnet.
  • Der zweite Sperrstift 27 ist außerdem so konfiguriert, dass der gleiche Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 auf die Spitze 27a über einen Ölkanal 46a einwirkt, der im Flügel 16b mit der mittleren Umfangsbreite ausgebildet ist, und außerdem auf das hintere Ende 27 über einen Ölkanal 46b einwirkt, der im Flügel 16b mit der mittleren Umfangsbreite ausgebildet ist.
  • Dies bedeutet, dass die summierte Größe der Druckaufnahme-Oberfläche der Stirnseite 27f der Spitze 27a, die dem Ölkanal 46a zugewandt ist, und der Druckaufnahme-Oberfläche einer kreisförmigen Stirnseite 27g des Mitteldurchmesserbereichs 27b identisch zur summierten Größe der Druckaufnahme-Oberfläche einer hinteren Stirnseite 27h des hinteren Endes 27d, die dem Ölkanal 46b zugewandt ist, und der Druckaufnahme-Oberfläche der Bodenfläche 27i der axialen Federbohrung der zweiten Feder 30 festgelegt ist. Die Öldurchgänge (Ölkanäle 46a–46b) des Flügels 16b mit der mittleren Umfangsbreite sind so konfiguriert, dass der gleiche Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 gleichzeitig auf beide Enden des zweiten Sperrstifts 27 einwirkt.
  • Darüber hinaus ist die kreisförmige untere Stirnseite (in Blickrichtung von 5–10) des zweiten Druckaufnahmebereichs 27c als zweite Druckaufnahme-Oberfläche 27e konfiguriert, welche einer zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammer 33 zugewandt ist, während die kreisförmige obere Stirnseite (in Blickrichtung von 5–10) des zweiten Druckaufnahmebereichs 27c über eine Entlüftung 44 zur Atmosphäre geöffnet werden kann, welche den Innenraum (d. h., das zweite Sperrstiftloch 31b) des Flügels 16b und den Außenraum der vorderen Abdeckung 13 miteinander verbindet.
  • Wie aus 1 bis 5 ersichtlich, umfasst der oben erläuterte Phasenänderungsmechanismus 3 zudem die erste Entsperrdruck-Aufnahmekammer 32, die zwischen dem abgestuften Bereich mit großem Durchmesser des ersten Sperrstiftlochs 31a und dem ersten Druckaufnahmebereich 26c des ersten Sperrstifts 26 definiert ist, und die zweite Entsperrdruck-Aufnahmekammer 33, die zwischen dem abgestuften Bereich mit großem Durchmesser des zweiten Sperrstiftlochs 31b und dem zweiten Druckaufnahmebereich 26c des zweiten Sperrstifts 27 definiert ist.
  • Die erste Entsperrdruck-Aufnahmekammer 32 ist vorgesehen, um den zugeführten Hydraulikdruck auf die erste Druckaufnahmefläche 26e aufzubringen, um eine Bewegung des ersten Sperrstifts 26 aus einem Eingriff mit dem ersten Sperrloch 24 gegen die Federkraft der ersten Feder 29 zu bewirken. In gleicher Weise ist die zweite Entsperrdruck-Aufnahmekammer 33 vorgesehen, um den zugeführten Hydraulikdruck auf die zweite Druckaufnahmefläche 27e aufzubringen, um eine Bewegung des zweiten Sperrstifts 27 aus einem Eingriff mit dem zweiten Sperrloch 25 gegen die Federkraft der zweiten Feder 30 zu bewirken.
  • Es wird nochmals auf 1 Bezug genommen. Der Hydraulikkreis 5 umfasst einen Phasennacheilungsdurchgang 18, einen Phasenvoreilungsdurchgang 19, einen Sperrdurchgang 28, eine Ölpumpe 20 (die als Fluiddruck-Zufuhrquelle dient) und ein einzelnes elektromagnetisches Wegeventil 21. Der Phasennacheilungsdurchgang 18 ist für. eine Fluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für jede der Phasennacheilungskammern 11 über das erste Verbindungsloch 11a vorgesehen. Der Phasennacheilungsdurchgang 18 ist für eine Fluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für jede der Phasennacheilungskammern 11 über das erste Verbindungsloch 11a vorgesehen. Der Phasenvoreilungsdurchgang 19 ist für eine Fluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für jede der Phasenvoreilungskammern 12 über das zweite Verbindungsloch 12a vorgesehen. Der Sperrdurchgang 28 ist für eine Fluiddruckzufuhr und -Abfuhr für jede der ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 vorgesehen. Die Ölpumpe ist vorgesehen, um einen Arbeitsfluiddruck zumindest dem Phasennacheilungsdurchgang 18 oder dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 bereitzustellen und zudem vorgesehen, um einen Arbeitsfluiddruck dem Sperrdurchgang 18 bereitzustellen. Das einzelne elektromagnetische Wegeventil 21 ist vorgesehen, um zwischen dem Phasennacheilungsdurchgang 18 und dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 umzuschalten und außerdem vorgesehen, um zwischen einer Arbeitsfluid-Zufuhr zum Sperrdurchgang 28 und einer Arbeitsfluid-Abfuhr aus dem Sperrdurchgang 28 umzuschalten.
  • Ein Ende des Phasennacheilungsdurchgangs 18 und ein Ende des Phasenvoreilungsdurchgangs 19 sind mit entsprechenden Anschlüssen (die später beschrieben werden) des elektromagnetischen Wegeventils 21 verbunden. Das andere Ende des Phasennacheilungsdurchgangs 18 ist mit jeder der Phasennacheilungskammern 11 über einen axialen Durchgangsbereich 18a, der in einem im Wesentlichen zylindrischen Durchgangs-Strukturelement 37 ausgebildet ist, und dem sich radial erstreckenden ersten Verbindungsloch 11a verbunden, das im Flügelrotor 15 ausgebildet ist. Das Durchgangs-Strukturelement 37 ist im Flügelrotor 15 des Flügelelements 9 und dem mittigen hohlzylindrischen Dichtelement-Einsatzführungsbereich 15a installiert und gehalten. Das andere Ende des Phasenvoreilungsdurchgangs 19 ist mit jeder der Phasenvoreilungskammern 12 über eine sich axial erstreckenden, aber teilweise radial abgewinkelten Durchgangsbereich 19a, der im Durchgangs-Strukturelement 37 ausgebildet ist, und dem sich radial erstreckenden zweiten Verbindungsloch 12a verbunden, das im Flügelrotor 15 ausgebildet ist.
  • Ein Ende des Sperrdurchgangs 28 ist mit einem Sperranschluss 58 (der später beschrieben wird) des elektromagnetischen Wegeventils 21 verbunden. Das andere Ende des Sperrdurchgangs 28, das als Fluid-Durchgangsbereich 28a dient, ist so ausgebildet, dass es sich im Durchgangs-Strukturelement 37 axial erstreckt und danach radial abwinkelt ist. Der radial abgewinkelte Bereich des Fluid-Durchgangsbereichs 28a ist mit den jeweiligen Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 über erste und zweite Ölkanäle 38a–38b verbunden, die im Flügelrotor 15 ausgebildet sind und davon abzweigen.
  • Obwohl nicht explizit dargestellt, ist das außenseitige Ende des Durchgangs-Strukturelements 37 mit einer Kettenabdeckung (nicht dargestellt) fest verbunden, und dadurch ist das Durchgangs-Strukturelement 37 als stationäres Element (als nichtdrehendes Element) ausgelegt. Wie zuvor erläutert, weist das Durchgangs-Strukturelement 37 darin ausgebildete Fluid-Durchgangsbereiche 18a, 19a und 28 auf.
  • Drei axial beabstandete ringförmige Dichtungen 39, 39, 39 sind zwischen dem Außenumfang des innenseitigen Endes des Durchgangs-Strukturelements 37 und dem Innenumfang der zylindrischen Montagebohrung 15d des Flügelrotors 15 angeordnet. Genauer gesagt sind die ringförmigen Dichtungen 39 in jeweilige Dichtungsnuten eingepasst und darin gehalten, die im Außenumfang des Durchgangs-Strukturelements 37 ausgebildet sind, um zwischen den Enden der Fluid-Durchgangsbereiche 18a, 19a und 28a flüssigkeitsdicht abzudichten oder abzuteilen.
  • In der dargestellten Ausführungsform wird eine Zahnrad-Rotationspumpe, wie z. B. eine Trochoidpumpe mit Innen- und Außenrotoren, als Ölpumpe 20 verwendet, die von der Motorkurbelwelle angetrieben wird. Wenn der Innenrotor während des Betriebs der Ölpumpe 20 angetrieben wird, dreht sich der Außenrotor durch ein Ineinandergreifen zwischen dem innenverzahnten Bereich des Außenrotors und dem außenverzahnten Bereich des Innenrotors ebenfalls in die gleiche Drehrichtung wie der Innenrotor. Das Arbeitsfluid in einer Ölwanne 23 wird durch einen Ansaugdurchgang 20b in die Pumpe eingeleitet und danach durch einen Abflussdurchgang 20a abgeführt. Ein Teil des aus der Ölpumpe 20 abgeführten Arbeitsfluids wird durch eine Hauptölleitung M/G zum Schmieren oder Bewegen der Motorteile abgegeben. Das restliche aus der Ölpumpe 20 abgeführte Arbeitsfluid wird an das elektromagnetische Wegeventil 21 abgegeben. Ein Ölfilter 50a ist in der stromabwärtsseitigen Seite des Ausstoßkanals 20a angeordnet. Außerdem ist ein Drosselventil 50b vorgesehen, um eine Menge des aus der Ölpumpe 20 in den Abflussdurchgang 20a abgeführten Arbeitsfluids entsprechend zu regeln, um dadurch zu ermöglichen, dass überschüssiges Arbeitsfluid, das von der Ölpumpe 20 abgeführt wird, zur Ölwanne 23 gelenkt wird.
  • Wie aus 1 und 11 ersichtlich, ist das elektromagnetische Wegeventil 21 ein elektromagnetisch betätigtes Proportionalsteuerventil mit sechs Anschlüssen, sechs Stellungen, und Federendstellung. Das elektromagnetische Wegeventil 21 umfasst einen im Wesentlichen hohlzylindrischen, axial gestreckten Ventilkörper (ein Ventilgehäuse) 51, einen Steuerschieber (ein elektrisch betätigtes Ventilelement) 52, der verschiebbar im Ventilkörper 51 installiert ist, um sich in einer sehr engen Einpassbohrung des Ventilkörpers 51 axial zu verschieben, eine Ventilfeder 53, die im Innern eines axialen Endes (das rechte Ende in Blickrichtung von 11) des Ventilkörpers 51 installiert ist, um den Steuerschieber 52 in die axiale Richtung nach rechts (in Blickrichtung von 11) permanent vorzuspannen, und ein elektromagnetisches Solenoid bzw. einen Elektromagnet 54, der am äußersten rechten Ende des Ventilkörpers 51 befestigt ist, um eine axiale Bewegung des Steuerschiebers 52 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 53 zu bewirken.
  • Der Ventilkörper 51 ist in einer Ventilaufnahmebohrung 01 eingefügt und installiert, die in einem Motorzylinderblock ausgebildet ist. Der Ventilkörper 51 weist eine Mehrzahl von Anschlüssen (Durchgangsöffnungen) auf, die derart ausgebildet sind, dass sie innere und äußere Umfangswände des Ventilkörpers 51 durchdringen. Genauer gesagt weist der Ventilkörper 51 zwei benachbarte Arbeitsfluid-Einleitungsanschlüsse (d. h. erste und zweite Einleitungsanschlüsse 55a–55b), zwei benachbarte Arbeitsfluid-Zuführungsanschlüsse (d. h. erste und zweite Zuführungsanschlüsse 56a–56b), einen dritten Zuführungsanschluss 57, einen Sperranschluss 58 und ein Paar von ersten und zweiten Ablassanschlüssen (d. h. erste und zweite Ablassanschlüsse 59a–59b) auf. Die ersten und zweiten Einleitungsanschlüsse 55a–55b sind im Wesentlichen auf einer Mittelstellung in der Axialrichtung des Ventilkörpers 51 angeordnet und mit dem Abflussdurchgang 20a der Ölpumpe 20 verbunden. Die ersten und zweiten Zuführungsanschlüsse 56a–56b sind auf der linkseitigen Axialposition (in Blickrichtung von 11) des Ventilkörpers 51 angeordnet und sind mit dem Phasennacheilungsdurchgang 18 verbunden. Der dritte Zuführungsanschluss 57 ist im Wesentlichen auf einer Mittelstellung in der Axialrichtung des Ventilkörpers 51 angeordnet und ist mit dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 verbunden. Der Sperranschluss 58 ist auf dem Grund des Ventilkörpers 51 (d. h. auf der Seite des Elektromagnets 54) angeordnet und mit dem Sperrdurchgang 28 verbunden. Die ersten und zweiten Ablassanschlüsse 59a–59b sind auf beiden Seiten der ersten und zweiten Einleitungsanschlüsse 55a–55b angeordnet und mit einem Ablasskanal 22 verbunden, der mit der Ölwanne 23 verbunden ist. Außerdem ist eine Öldichtung 80 auf dem Außenumfang des Grundes des Ventilkörpers 51 (auf der Seite des elektromagnetischen Ventils 54) vorgesehen, um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Außenumfang des Grundes des Ventilkörpers 51 und dem Innenumfang der Ventilaufnahmebohrung 01 bereitzustellen.
  • Der Steuerschieber 52 ist ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Element, das an einem axialen Ende (dem rechten Ende in Blickrichtung von 11) durch dessen Bodenwand verschlossen ist. Der Innenraum des Steuerschiebers 52 ist als mittige sich axial erstreckende Durchgangsöffnung 60 ausgebildet, durch die eine Arbeitsfluidströmung möglich ist. Das linksseitige Ende der Durchgangsöffnung 60 ist mittels eines Stopfens 61 hermetisch verschlossen. Der Steuerschieber 52 weist ein Paar von axial beabstandeten zylindrischen Führungsbereichen (d. h. erste und zweite Führungsbereiche 62a–62b) auf, die auf beiden Enden des Außenumfangs des Steuerschiebers 52 ausgebildet sind, um eine gleichmäßige Verschiebebewegung des Steuerschiebers 52 längs der sehr engen Einpassbohrung (der Innenumfangsfläche 51a) des Ventilkörpers 51 zu gewährleisten. Der Steuerschieber 52 weist fünf axial beabstandete Stegbereiche, d. h. erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Stegbereiche 63a, 63b, 63c, 63d und 63e auf, die auf der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 52 ausgebildet oder maschinell hergestellt sind und zwischen den ersten und zweiten Führungsbereichen 62a–62b angeordnet sind. Der erste Führungsbereich 62a dient auch als äußerst linker Stegbereich (d. h. als sechster Stegbereich), der zum zweiten Zuführungsanschluss 56b gehört und ausgelegt ist, um im Zusammenwirken mit dem benachbarten Stegbereich 63a eine ringförmige Nut zu definieren, die in der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 52 derart ausgebildet ist, um mit einer ersten Verbindungsöffnung 64a (die später beschrieben wird) in Verbindung zu stehen. Der zweite Führungsbereich 62b dient auch als äußerst rechter Stegbereich (d. h. als siebter Stegbereich), der ausgelegt ist, um im Zusammenwirken mit dem benachbarten Stegbereich 63e eine ringförmige Nut zu definieren, die in der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 52 derart ausgebildet ist, um mit einer dritten Verbindungsöffnung (die später beschrieben wird) in Verbindung zu stehen.
  • Der Steuerschieber 52 weist drei Verbindungsöffnungen, nämlich die erste Verbindungsöffnung 64a, die zweite Verbindungsöffnung 64b und die dritte Verbindungsöffnung 64c auf. Die erste Verbindungsöffnung 64a ist eine radial durchdringende Durchgangsöffnung, die zwischen dem ersten Stegbereich 63a und dem ersten Führungsbereich 62a angeordnet und ausgelegt ist, damit der erste Zuführungsanschluss 56a mit der Durchgangsöffnung 60 abhängig von einer vorgegebenen axialen Stellung des Steuerschiebers 52 adäquat in Verbindung stehen kann. Die zweite Verbindungsöffnung 64b ist eine radial durchdringende Durchgangsöffnung, die zwischen dem zweiten Stegbereich 63b und dem dritten Stegbereich 63c angeordnet und ausgelegt ist, damit der zweite Zuführungsanschluss 56b mit der Durchgangsöffnung 60 abhängig von einer vorgegebenen axialen Stellung des Steuerschiebers 52 adäquat in Verbindung stehen kann. Die dritte Verbindungsöffnung 64c ist eine radial durchdringende Durchgangsöffnung, die zwischen dem zweiten Führungsbereich 62b und dem fünften Stegbereich 63e angeordnet und ausgelegt ist, damit der Sperranschluss 58 mit der Durchgangsöffnung 60 abhängig von einer vorgegebenen axialen Stellung des Steuerschiebers 52 adäquat in Verbindung stehen kann.
  • Außerdem weist der Steuerschieber 52 eine erste ringförmige Durchgangsnut 65a eine zweite ringförmige Durchgangsnut 65b und eine dritte ringförmige Durchgangsnut 65c, die alle in der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 52 ausgebildet sind. Die erste ringförmige Durchgangsnut 65a ist zwischen dem ersten Stegbereich 63a und dem zweiten Stegbereich 63b angeordnet. Die zweite ringförmige Durchgangsnut 65b ist zwischen dem dritten Stegbereich 63c und dem vierten Stegbereich 63b ausgebildet. Die dritte ringförmige Durchgangsnut 65c ist zwischen dem vierten Stegbereich 63b und dem fünften Stegbereich 63e angeordnet. Außerdem weist der Steuerschieber 52 drei ringförmige Nuten auf, die auf der Außenumfangsfläche ausgebildet und ausgelegt sind, um mit den jeweiligen axialen Stellungen für die Bildung der Verbindungsöffnungen 64a, 64b und 64c übereinzustimmen.
  • Die Ventilfeder 53 ist zwischen der abgestuften Fläche (dem Schulterbereich) des Grundes des Ventilkörpers 51 und einem ringförmigen Federhalter 66 angeordnet, der auf dem Außenumfang des Grundes (dem rechten Ende in Blickrichtung von 11) des Steuerschiebers 52 unter Vorspannung befestigt ist. Demzufolge spannt die Federkraft der Ventilfeder 53 den Steuerschieber 52 permanent in Richtung zum Elektromagnet 54 vor.
  • Der Elektromagnet 54 ist hauptsächlich aus einer elektromagnetischen Spule 67, die im Elektromagnetgehäuse 54a untergebracht und gehalten ist und zu der ein Steuerstrom von einer elektronischen Steuereinheit (vereinfacht gesagt von einem Steuergerät) 34 ausgegeben wird, einem zylindrischen stationären Joch 68, das auf dem Innenumfang der elektromagnetischen Spule 67 befestigt oder fixiert ist und an einem Ende geschlossen ist, einem beweglichen Kolben 69 und einer Stellstange 70 gebildet. Der bewegliche Kolben 70 ist im stationären Joch 68 so installiert, dass er axial verschiebbar ist. Die Stellstange 70 ist einstückig mit der Spitze (der äußerst linken Stirnseite in Blickrichtung von 11) 70a des beweglichen Kolbens 69 ausgebildet. Die Spitze 70a der Stellstange 70 wird in Kontakt mit der basalen Endfläche (der äußerst rechten Endfläche in Blickrichtung von 11) des Steuerschiebers 52 gehalten, damit die basale Endfläche des Steuerschiebers 52 in die linke Richtung (in Blickrichtung von 11) entgegen der Federkraft der Ventilfeder 53 gedrückt werden kann. Ein Anschlussstück 71 aus synthetischem Harz ist am hinteren Ende des Elektromagnetgehäuses 54a installiert. Das Anschlussstück 71 weist eine elektrische Anschlussklemme 71a auf, durch welche die Elektromagnetspule 67 mit dem Steuergerät 34 elektrisch verbunden ist.
  • Wie aus 11–17 ersichtlich, ist das elektromagnetische Wegeventil 21 ausgelegt, um den Steuerschieber 52 durch die zwei entgegen gesetzten Druckkräfte, die durch eine Federkraft der Ventilfeder 53 und einen Steuerstrom hervorgerufen werden, der vom Steuergerät 34 erzeugt wird und durch die Elektromagnetspule 67 des elektromagnetischen 54 fließt, zu einer der sechs axialen Stellungen zu bewegen, um einen Zustand der Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang 20a und jedem der drei Durchgänge (d. h. dem Phasennacheilungsdurchgang 18, dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 und dem Sperrdurchgang 28) zu verändern und gleichzeitig einen Zustand der Fluidverbindung zwischen dem Ablasskanal 22 und jedem der drei Durchgänge 18, 19 und 28 in Abhängigkeit von einer gewählten der sechs Stellungen des Steuerschiebers 52 zu verändern.
  • [STELLUNGSSTEUERUNG DES STEUERSCHIEBERS]
  • Eine Stellungssteuerung des Steuerschiebers 52 des elektromagnetischen Wegeventils 21 wird nachfolgend detailliert mit Bezug auf die Tabelle von 18, die die Beziehung zwischen dem Hubweg (der axialen Stellung) des Steuerschiebers 52 und der Arbeitsfluid-Zufuhr/-Abfuhr zum und vom Phasennacheilungsdurchgang 18 (Phasennacheilungskammern 11), Phasenvoreilungsdurchgang 19 (Phasenvoreilungskammern 12) und Sperrdurchgang 28 (erste und zweite Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33) zeigt bzw. den Querschnitten von 12 bis 17 beschrieben, welche die erste Stellung, die sechste Stellung, die zweite Stellung, die vierte Stellung, die dritte Stellung und die fünfte Stellung des Steuerschiebers 52 zeigen.
  • Wenn der Ventilschieber 52, wie als erstes in 11–12 dargestellt, durch die Federkraft der Ventilfeder 53 auf die maximal rechte Axialstellung (d. h. die erste Stellung), mit anderen Worten die federbelastete Stellung (Federendstellung) positioniert bzw. gestellt ist, wird eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem ersten Zuführungsanschluss 56a durch die ersten und zweiten Verbindungsöffnungen 64a–64b und die Durchgangsöffnung 60 eingerichtet und eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 durch die zweite ringförmige Durchgangsnut 55b in der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 52 eingerichtet. Gleichzeitig mit eine Fluidverbindung zwischen dem Sperranschluss 58 und dem ersten Ablassanschluss 59a durch die dritte ringförmige Durchgangsnut 65c eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als zweites in 13 dargestellt, von der maximal rechten Axialstellung (d. h. der ersten Stellung) gegen die Federkraft der Ventilfeder 53 durch Einschalten bzw. Erregen der elektromagnetischen Spule 67 des Elektromagnets 54 etwas nach links verschoben und somit auf die sechste Stellung gestellt ist, wird einerseits eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem ersten Zuführungsanschluss 56a eingerichtet und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 bleibt unverändert. Andererseits wird eine Fluidverbindung zwischen dem Sperranschluss 58 und dem ersten Ablassanschluss 59a blockiert, aber eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem Sperranschluss 58 durch die dritte Verbindungsöffnung 64c und die Durchgangsöffnung 60 eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als drittes in 14 dargestellt, von der sechsten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einer Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die sechste Stellung gestellt ist, bleiben die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 und die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem Sperranschluss 58 unverändert. Eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Zuführungsanschluss 56a und dem zweiten Ablassanschluss 59b wird durch die erste ringförmige Durchgangsnut 65a eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als viertes in 15 dargestellt, von der zweiten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einer weiteren Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die vierte Stellung gestellt ist, werden die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Zuführungsanschluss 56a und dem zweiten Ablassanschluss 59b blockiert. Die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem Sperranschluss 58 bleibt unverändert.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als fünftes in 16 dargestellt, von der vierten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einer weiteren Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die dritte Stellung gestellt ist, bleibt die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem Sperranschluss 58 unverändert. Gleichzeitig wird eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem zweiten Zuführungsanschluss 56b durch die ersten und zweiten Verbindungsöffnungen 64a–64b und die Durchgangsöffnung 60 eingerichtet und eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Zuführungsanschluss 57 und dem ersten Ablassanschluss 59a durch die dritte ringförmige Durchgangsnut 65c eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als sechstes in 17 dargestellt, von der dritten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einem maximalen Betrag des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die fünfte Stellung gestellt ist, sind der zweite Zuführungsanschluss 56b und der Sperranschluss 58 beide mit dem zweiten Ablassanschluss 59b durch die Durchgangsöffnung 60 verbunden. Gleichzeitig ist der dritte Zuführungsanschluss 57 mit dem ersten Ablassanschluss 59a durch die dritte ringförmige Durchgangsnut 65c verbunden.
  • Die oben erläutert, ist das elektromagnetische Wegeventil 21 der ersten Ausführungsform ausgelegt, um den Strömungsweg durch das Wegeventil 21 durch ein selektives Umschalten zwischen den Anschlüssen in Abhängigkeit von einer gegebenen Axialstellung des Steuerschiebers 52zu verändern, die basierend auf letzten aktuellen Informationen über einen Motorbetriebszustand (z. B. eine Motordrehzahl und eine Motorlast) ermittelt wurde, um dadurch eine relative Winkelphase des Flügelelements 9 (der Nockenwelle 2) zum Steuerrad 1 (der Kurbelwelle) zu verändern, und außerdem ein selektives Umschalten zwischen gesperrten und entsperrten Zuständen des Stellungs-Haltemechanismus 4, mit anderen Worten ein selektives Umschalten zwischen einem gesperrten (im Eingriff befindlichen bzw. eingerückten) Zustand der Sperrstifte 26–27 mit den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 und einem entsperrten (ausgerückten) Zustand der Sperrstifte 26–27 aus den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 zu ermöglichen. Dementsprechend kann mittels des elektromagnetischen Wegeventils 21 der ersten Ausführungsform, wie zuvor erläutert, eine freie Drehung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand ermöglicht (zugelassen) oder unterdrückt (begrenzt werden.
  • Das Steuergerät (ECU) 34 weist im Wesentlichen einen Mikrocomputer auf. Das Steuergerät 34 umfasst eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (I/O), Speicher (RAM, ROM) und einen Mikroprozessor oder eine Zentraleinheit (CPU). Die Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (I/O) des Steuergeräts 34 empfängt Eingabeinformationen von verschiedenen Motor-/Fahrzeugschaltern und Sensoren, nämlich einem Kurbelwellensensor (einem Kurbel positionssensor), einem Luftmengenmesser, einem Motortemperatursensor (z. B. einem Motor-Kühlmitteltemperatursensor), einem Drosselklappenöffnungssensor (einem Drosselklappen-Positionssensor), einem Nockenwinkelsensor, einem Ölpumpen-Ausstoßdrucksensor und dergleichen. Der Kurbelwinkelsensor ist zum Erfassen der Drehzahl der Motorkurbelwelle und zum Berechnen einer Motordrehzahl Ne vorgesehen. Der Luftmengenmesser ist zum Erzeugen eines Ansaugluft-Durchsatzsignals vorgesehen, das einen momentanen Ansaugluft-Durchsatz oder eine momentane Luftmenge kennzeichnet. Der Motortemperatursensor ist zum Erfassen einer momentanen Betriebstemperatur des Motors vorgesehen. Der Nockenwinkelsensor ist zum Erfassen der letzten aktuellen Informationen über eine Winkelphase der Nockenwelle 2 vorgesehen. Der Ausstoßdrucksensor ist zum Erfassen eines Ausstoßdrucks des von der Ölpumpe 20 ausgestoßenen Arbeitsfluids vorgesehen. Im Steuergerät 34 ermöglicht die Zentraleinheit (CPU) über die I/O-Schnittstelle den Zugriff auf Eingangsinformationsdatensignale der zuvor erläuterten Motor-/Fahrzeugschaltern und Sensoren, um den momentanen Motorbetriebszustand zu erfassen und außerdem einen Steuerimpulsstrom, der basierend auf den letzten aktuellen Informationen über den erfassten Motorbetriebszustand und den erfassten Ausstoßdruck ermittelt wurde, für die Elektromagnetspule 67 des Magnetventils 54 des elektromagnetischen Wegeventils 21 zu erzeugen, um die axiale Stellung des verschiebbaren Steuerschiebers 52 zu steuern, um somit ein selektives Umschalten zwischen den Anschlüssen abhängig von der gesteuerten axialen Stellung des Steuerschiebers 52 zu erreichen.
  • Einzelheiten der Funktion der Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung der Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben.
  • Wenn ein Zündungsschalter zum Beispiel nach einer normalen Fahrzeugfahrt auf AUS gedreht und dadurch die Drehung des Motors gestoppt wurde, ist die Ölpumpe 20 in einen funktionslosen Zustand gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Arbeitsfluid-Zufuhr zur Phasennacheilungskammer 11 oder Phasenvoreilungskammer 12 gestoppt und außerdem wird die Arbeitsfluid-Zufuhr zu den ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 gestoppt.
  • Das heißt, wenn der Zündungsschalter in einem Zustand auf AUS gedreht wird, bei dem das Flügelelement 9 durch die Arbeitsfluiddruckzufuhr zu jeder der Phasennacheilungskammern 11 im Leerlauf, bevor der Motor in einen abgestellten Zustand gebracht wird, in eine Phasennachlaufwinkelstellung gestellt wird, tritt ein Wechseldrehmoment auf, das unmittelbar vor dem Motorstopp auf die Nockenwelle 2 einwirkt. Insbesondere wenn die Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in der Phasenvoreilungsrichtung aufgrund des negativen Drehmoments des auf die Nockenwelle 2 einwirkenden Wechseldrehmoments auftritt und dadurch die Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 die Zwischenphasen-Winkelstellung (siehe 2) erreicht, werden die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 und die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 durch die Federkräfte der ersten und zweiten Federn 29–30 (siehe 10) in Eingriff mit den entsprechenden. Sperrlöchern 24–25 gebracht. Demzufolge wird die Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 an der Zwischenphasen-Winkelstellung (siehe 2) zwischen der maximalen Phasennachlaufwinkelstellung (siehe 3) und der maximalen Phasenvorlaufwinkelstellung (siehe 4) gehalten oder gesperrt.
  • Genauer gesagt, wenn eine leichte Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad aufgrund des negativen Drehmoments des auf die Nockenwelle 2 einwirkenden Wechseldrehmoments in die Phasenvoreilungsrichtung auftritt, wie dies in 5–6 dargestellt ist, wird die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 in einen anliegenden Eingriff mit der ersten Bodenfläche 24a des ersten Sperrlochs 24 gebracht. Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt das Flügelelement 9 zu einer relativen Drehung zum Steuerrad 1 in die entgegengesetzte Richtung (d. h. in die Phasennachlaufrichtung) aufgrund des positiven Drehmoments des auf die Nockenwelle 2 einwirkenden Wechseldrehmoments tendiert, kann eine solche Drehbewegung des Flügelelements 9 in die Phasennachlaufrichtung durch einen Anschlag bzw. ein Anlegen des Außenumfangs (des Randes) der Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 mit der aufrechten abgestuften Innenfläche der ersten Bodenfläche 24a begrenzt werden.
  • Wenn danach eine weitere Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in die Phasenvoreilungsrichtung aufgrund des auf die Nockenwelle 2 einwirkenden negativen Drehmoments erfolgt, wie dies in 7–9 dargestellt ist, senkt sich der erste Sperrstift 26 von der zweiten Bodenfläche 24b zur dritten Bodenfläche 24c schrittweise in die Phasenvoreilungsrichtung ab und somit wird die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 in einen anliegenden Eingriff mit der dritten Bodenfläche 24c gebracht. Aufgrund der Sperrvorrichtungswirkung tendiert die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 danach zu einer Bewegung längs der dritten Bodenfläche 24c in die Phasenvoreilungsrichtung. Aufgrund der Sperrvorrichtungswirkung senkt sich, wie in 9–10 dargestellt der zweite Sperrstift 27 gleichermaßen von der ersten Bodenfläche 25a zur zweiten Bodenfläche 25b stufenweise in die Phasenvoreilungsrichtung ab und somit wird die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 in einen anliegenden Eingriff mit der zweiten Bodenfläche 25b gebracht. Letztlich wird der zweite Sperrstift 27 an dessen gesperrter Stellung gehalten, an der die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 in Eingriff mit der zweiten Bodenfläche 25b gebracht wurde.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird der erste Sperrstift 26, wie in 10 dargestellt, einerseits stabil an dessen gesperrter Stellung gehalten, an der die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 durch den Anschlag des Außenumfangs (des Randes) der Spitze 26a mit der aufrechten Innenfläche 24d in Eingriff mit der dritten Bodenfläche 24c gebracht wurde, die auf der Seite der Phasennacheilungskammer 11 angeordnet ist und sich vertikal (in Blickrichtung von 5–10) von der dritten Bodenfläche 24c erstreckt. Andererseits wird der zweite Sperrstift 27 stabil an dessen gesperrter Stellung gehalten, an der die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 durch einen Anschlag des Außenumfangs (des Randes) der Spitze 27a an der aufrechten abgestuften Innenfläche 25c in Eingriff mit der zweiten Bodenfläche 25b gebracht wurde, die auf der Seite der Phasenvoreilungskammer 12 angeordnet ist und sich vertikal (in Blickrichtung von 5–10) von der zweiten Bodenfläche 25b erstreckt.
  • Hinsichtlich des elektromagnetischen. Wegeventils 21 erfolgt beim auf AUS gedrehten Zündungsschalter keine Zuführung eines elektrischen Impulsstroms vom Steuergerät 34 zur elektromagnetischen Spule 67 des Elektromagnets 54. Demzufolge ist der Steuerschieber 52 durch die Federkraft der Ventilfeder 53 auf die äußerst rechte Axialstellung (d. h. die erste Stellung) gestellt und wird dort gehalten. Dadurch steht sowohl der Phasennacheilungsdurchgang 18 als auch der Phasenvoreilungsdurchgang 19 mit dem Abflussdurchgang 20a in Verbindung, während der Sperrdurchgang 28 mit dem Ablasskanal 22 verbunden ist.
  • Unmittelbar nachdem der Zündungsschalter auf EIN gedreht wird, um den Motor zu starten, beginnt die Ölpumpe 20 daraufhin aufgrund einer Initialzündung (des Starts des Anlassens) zu arbeiten. Demzufolge wird der Ausstoßdruck des aus der Ölpumpe 20 ausgestoßenen Arbeitsfluids über die entsprechenden Durchgänge 18 und 19 zu jeder Phasennachlaufkammer 11 und jeder Phasenvorlaufkammer 12 abgegeben. Andererseits wird der Sperrdurchgang 28 in einer Fluidverbindungsbeziehung mit dem Ablasskanal 22 gehalten. Folglich werden die ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 durch die Federkräfte der ersten und zweiten Federn 29–30 in Eingriff mit den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 gehalten.
  • Wie oben erläutert, wird die axiale Stellung des Steuerschiebers 52 des elektromagnetischen Wegeventils 21 mittels des Steuergeräts 34 abhängig von topaktuellen Informationen über den erfassten Motorbetriebszustand und den erfassten Pumpen-Ausstoßdruck gesteuert. Bei einer Leerlaufdrehzahl des Motors, bei der der Ausstoßdruck des aus der Ölpumpe 20 ausgestoßenen Arbeitsfluids instabil ist, werden somit die eingerückten Zustände (gesperrten Zustände) der ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 beibehalten.
  • Unmittelbar bevor der Motorbetriebszustand sich vom Leerlaufzustand auf einen Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl und geringer Last oder einen Betriebsbereich mit hoher Drehzahl und hoher Last verlagert, wird ein Steuerstrom vom Steuergerät 34 zur elektromagnetischen Spule 67 ausgegeben. Demzufolge wird der Steuerschieber 52 gegen die Federkraft der Ventilfeder 53 leicht nach links verschoben (siehe die in 13 dargestellte sechste Stellung). Als Folge davon wird eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang 20a und dem Sperrdurchgang 28 über die Durchgangsöffnung 60 eingerichtet. Andererseits verbleiben sowohl der Phasennacheilungsdurchgang 18 als auch der Phasenvoreilungsdurchgang 19 in einer Fluidverbindungsbeziehung mit dem Abflussdurchgang 20a.
  • Daher kann das Arbeitsfluid über den Sperrdurchgang 28 jeder der ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 zugeführt werden. Somit erfolgt eine Bewegung der Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 aus dem Eingriff mit dem ersten Sperrloch 24 entgegen der Federkraft der ersten Feder 29 und gleichzeitig erfolgt eine Bewegung der Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 aus dem Eingriff des zweiten Sperrlochs 25 entgegen der Federkraft der zweiten Feder 30. Somit kann eine freie Drehung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in der normalen Drehrichtung oder in der umgekehrten Drehrichtung ermöglicht werden.
  • Weiterhin kann es vorkommen, dass der Arbeitsfluiddruck lediglich entweder zur Phasennacheilungskammer 11 oder zur Phasenvoreilungskammer 12 abgegeben wird. In einem solchen Fall erfolgt eine Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 entweder in die Phasennachlaufrichtung oder in die Phasenvorlaufrichtung und demzufolge muss der erste Sperrstift 26 eine Scherkraft aufnehmen, die durch eine Umfangsverschiebung des ersten Sperrstiftlochs 31a des Flügels 16a mit der maximalen Umfangsbreite des Flügelelements 9 relativ zum ersten Sperrloch 24 des ersten Sperrloch-Strukturelement 1a des Steuerrads 1 verursacht wird. Der zweite Sperrstift 27 muss gleichermaßen eine Scherkraft aufnehmen, die durch eine Umfangsverschiebung des zweiten Sperrstiftlochs 31b des Flügels 16b mit der mittleren Umfangsbreite des Flügelelements 9 relativ zum zweiten Sperrloch 25 des zweiten Sperrloch-Strukturelement 1b des Steuerrads 1 verursacht wird. Demzufolge wird der erste Sperrstift 26 in einen so genannten eingeklemmten (gefassten) Zustand zwischen dem zweiten Sperrstiftloch 31b und dem relativ versetzten zweiten Sperrloch 25 gebracht. Somit besteht eine Möglichkeit, dass der gesperrte (in Eingriff befindliche) Zustand der Sperrstifte 26–27 mit den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 nicht auf einfache Weise gelöst werden kann.
  • Außerdem kann es vorkommen, dass keine Hydraulikdruckzuführung zur Phasennacheilungskammer 11 sowie zur Phasenvoreilungskammer 12 erfolgt. Aufgrund des von der Nockenwelle 2 übertragenen Wechseldrehmoments neigt das Flügelelement 9 in einem solchen Fall zum Flattern und somit wird das Flügelelement 9 (insbesondere der Flügel 16a mit der maximalen Umfangsbreite) in einen Kollisionskontakt mit der Trennwand 10 des Gehäuses 7 gebracht, wobei eine zunehmende Tendenz eines Auftretens eines Hammergeräuschs besteht.
  • Im Gegensatz zum vorstehend Beschriebenen kann der Arbeitsfluiddruck gemäß dem Steuerventilsystem der Ausführungsform gleichzeitig sowohl der Phasennacheilungskammer 11 als auch der Phasenvoreilungskammer 12 (siehe den Querschnitt von 13 und die sechste Stellung in der Tabelle von 18) zugeführt werden. Demzufolge ist es möglich, ein Flattern des Flügelelements 9 adäquat zu unterdrücken und außerdem den eingeklemmten (gefassten) Zustand des ersten Sperrstifts 26 zwischen dem ersten Sperrstiftloch 31a und dem ersten Sperrloch 24 und den eingeklemmten (gefassten) Zustand des zweiten Sperrstifts 27 zwischen dem zweiten Sperrstiftloch 31b und dem zweiten Sperrloch 25 zu unterdrücken.
  • Wenn sich der Motorbetriebszustand danach in einen Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl und niedriger Last verlagert hat, wird der Steuerschieber 52 gegen die Federkraft der Ventilfeder 53 durch Erregen des Elektromagnets 54 mit einer weiteren Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die in 16 dargestellte dritte Stellung gestellt. Der Sperrdurchgang 28 und der Phasennacheilungsdurchgang 18 verbleiben in einer Fluidverbindungsbeziehung mit dem Abflussdurchgang 20a. Eine Fluidverbindung zwischen dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 und dem Ablasskanal 22 wird eingerichtet.
  • Demzufolge werden die ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 aus einem Eingriff mit den jeweiligen Sperrlöchern 24–25 (siehe 5) gehalten. Außerdem wird das Arbeitsfluid in der Phasenvoreilungskammer 12 durch den Ablasskanal 22 abgelassen und dadurch wird der Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 niedrig, wobei das Arbeitsfluid über den Abflussdurchgang 20a zur Phasennacheilungskammer 11 abgegeben wird und dadurch wird der Hydraulikdruck in der Phasennacheilungskammer 11 hoch. Dementsprechend dreht sich das Flügelelement 9 relativ zum Gehäuse 7 (d. h. zum Steuerrad 1) zur maximalen Phasennacheilungswinkelstellung (siehe 3).
  • Dementsprechend wird eine Ventilüberschneidung der Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile gering und somit reduziert sich außerdem die Menge des Restgases im Zylinder, wobei eine Verbrennungseffizienz verbessert und folglich stabile Motordrehzahlen und ein verbesserter Kraftstoffverbrauch gewährleistet werden.
  • Wenn sich der Motorbetriebszustand danach in einen Betriebsbereich mit hoher Drehzahl und hoher Last verlagert, wird der Steuerschieber 52 nach rechts verschoben, indem der Elektromagnet 54 mit einer kleinen Steuerstrommenge erregt wird, die durch die Elektromagnetspule 67 fließt und dadurch auf die in 14 dargestellte zweite Stellung gestellt. Dementsprechend wird eine Fluidverbindung zwischen dem Phasennacheilungsdurchgang 18 und dem Ablasskanal 22 eingerichtet. Der Sperrdurchgang 28 verbleibt in einer Fluidverbindungsbeziehung mit dem Abflussdurchgang 20a. Gleichzeitig wird eine Fluidverbindung zwischen dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 und dem Abflussdurchgang 20a eingerichtet.
  • Daher werden die ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 aus einem Eingriff mit den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 (siehe 5) gehalten. Außerdem bitte das Arbeitsfluid in der Phasennacheilungskammer 11 durch den Ablasskanal 22 abgelassen und somit wird der Hydraulikdruck in der Phasennacheilungskammer 11 niedrig wobei das Arbeitsfluid durch den Abflussdurchgang 20a zur Phasenvoreilungskammer 12 abgegeben wird und, somit wird der Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 hoch. Dementsprechend dreht sich das Flügelelement 9 relativ zum Gehäuse 7 (d. h. zum Steuerrad 1) zur maximalen Phasenvoreilungswinkelstellung (siehe 4). Dadurch wird die Winkelphase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 in die maximal voreilende Relativdrehungsphase überführt.
  • Dementsprechend wird eine Ventilüberschneidung der Öffnungszeiten der Einlass- und Auslassventile und somit erhöht sich Ansaugluft-Ladeeffizienz, wodurch sich die Motor-Drehmomentleistung verbessert.
  • Wenn sich der Motorbetriebszustand umgekehrt vom Betriebsbereich mit niedriger Drehzahl und niedriger Last oder vom Betriebsbereich mit hoher Drehzahl und hoher Last in den Leerlaufzustand verlagert, wird eine Zufuhr des Steuerstroms vom Steuergerät 34 zur Elektromagnetspule 67 des elektromagnetischen Wegeventils 21 gestoppt und dadurch das Magnetventil 54 abgeschaltet bzw. deaktiviert. Somit wird der Steuerschieber 52 durch die Federkraft der Ventilfeder 53 auf die in 12 dargestellte maximal rechte Axialstellung (d. h. die erste Stellung) gestellt. Der Sperrdurchgang 28 ist mit dem Ablasskanal 22 verbunden, während der Abflussdurchgang 20a sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang 18 als auch dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 verbunden ist. Dementsprechend werden Hydraulikdrücke mit fast dem gleichen Druckwert auf die jeweiligen Hydraulikkammern (die Phasennacheilungskammer 11 und die Phasenvoreilungskammer 12) ausgeübt.
  • Selbst wenn das Flügelelement 9 auf eine Phasennacheilungswinkelstellung gestellt wurde, erfolgt aus den oben erläuterten Gründen eine Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 aufgrund des auf die Nockenwelle 2 einwirkenden Wechseldrehmoments in die Phasenvoreilungsrichtung. Durch die Federkraft der ersten Feder 29 und mittels der Sperrvorrichtungswirkung der ersten abgestuften Sperr-Führungsnut (der Bodenflächen 24a–24c) wird der erste Sperrstift 26 aufgrund der Drehbewegung des Flügelelements 9 (des Flügels 16a) in die Phasenvoreilungsrichtung nacheinander in Eingriff mit den ersten, zweiten und dritten Bodenflächen 24a–24c des ersten Sperrlochs 24 gebracht. Durch die Federkraft der zweiten Feder 30 und mittels der Sperrvorrichtungswirkung der zweiten abgestuften Sperr-Führungsnut (der Bodenflächen 25a–25b) wird auf die gleiche Weise der zweite Sperrstift 25 aufgrund der Drehbewegung des Flügelelements 9 (des Flügels 16b) in die Phasenvoreilungsrichtung nacheinander in Eingriff mit den ersten und zweiten Bodenflächen 25a–25b des zweiten Sperrlochs 25 gebracht. Dadurch wird die Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 an der Zwischenphasen-Winkelstellung (siehe 2) zwischen der maximalen Phasennacheilungswinkelstellung (siehe 3) und der maximalen Phasenvoreilungswinkelstellung (siehe 4) gehalten oder gesperrt.
  • Beim Abstellen des Motors wird der Zündschalter außerdem auf AUS gedreht. Wie oben beschrieben, werden die ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 in ihren gesperrten Zuständen gehalten, wobei die Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 mit der dritten Bodenfläche 24c des ersten Sperrlochs 24 in Eingriff gebracht wurde und die Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27 mit der zweiten Bodenfläche 25b des zweiten Sperrlochs 25 in Eingriff gebracht wurde.
  • Wenn der Motor kontinuierlich in einem vorgegebenen Motorbetriebszustand läuft, wird die Elektromagnetspule 67 des Elektromagnets 54 des elektromagnetischen Wegeventils 21 ferner mit einer vorgegebenen Steuerstrommenge erregt und dadurch ist der Steuerschieber 52 auf eine im Wesentlichen axialen Zwischenstellung, d. h. die in 15 dargestellte vierte Stellung gestellt. In diesem Fall wird eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 durch den vierten Stegbereich 63d blockiert, während eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Zuführungsanschluss 56a und dem zweiten Ablassanschluss 59b durch den zweiten Stegbereich 63b blockiert wird. Demzufolge wird die Fluidverbindung zwischen dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 und dem Abflussdurchgang 20a blockiert und die Fluidverbindung zwischen dem Phasennacheilungsdurchgang 18 und dem Ablasskanal 22 blockiert. Demgegenüber wird eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang 20a und dem Sperrdurchgang 28 eingerichtet.
  • Dadurch wird der Hydraulikdruck des Arbeitsfluids in jeder der Phasennacheilungskammern 11 und der Hydraulikdruck des Arbeitsfluids in jeder der Phasenvoreilungskammern 12 konstant gehalten. Außerdem werden durch die Hydraulikdruckzuführung vom Abflussdurchgang 20a zum Sperrdurchgang 28 die ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 aus einem Eingriff mit den entsprechenden Sperrlöchern 24–25, d. h. in ihren nicht gesperrten Zuständen, gehalten.
  • Dadurch wird die Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 auf einer gewünschten Winkelstellung gehalten, die der vorgegebenen Steuerstrommenge entspricht, und somit wird die Winkelphase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 (d. h. zum Gehäuse 7) auf einer gewünschten Relativdrehungsphase gehalten. Demzufolge kann ein Einlassventil-Öffnungstiming (IVO) und ein Einlassventil-Schließtiming (IVC) an jeweils gewünschten Timingwerten gehalten werden.
  • Auf diese Weise kann durch Erregen des Magnetventils 54 des elektromagnetischen Wegeventils 21 mit einer gewünschten Steuerstrommenge oder durch Deaktivieren des Magnetventils 54 mittels des Steuergeräts 34 in Abhängigkeit von topaktuellen Informationen über einen Motorbetriebszustand und demzufolge durch Steuern einer Axialbewegung des Steuerschiebers 52 die Axialstellung des Steuerschiebers 52 auf eine der ersten, zweiten, dritten und vierten Stellungen gesteuert werden. Wie oben erläutert, kann die Winkelphase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 (d. h. zum Gehäuse 7) auf eine gewünschte Relativdrehungsphase (eine optimale Relativdrehungsphase) durch Steuern sowohl des Phasenänderungsmechanismus 3 als auch des Stellungshaltemechanismus 4 justiert oder gesteuert werden, wobei dadurch die Steuerungsgenauigkeit der Ventiltiming-Steuerung sicherer verbessert wird. Wenn im übrigen, wie aus den Querschnitten von 12 bis 17 ersichtlich, zwischen einem Zufuhrzustand für das Arbeitsfluid zu einer Öffnung (einem Anschluss) des Wegeventils 21 und einem Abfuhrzustand für das Arbeitsfluid von der Öffnung (dem Anschluss) durch Verändern einer der ersten, zweiten, dritten und vierten Stellungen auf eine andere, z. B. wenn vom Zufuhrzustand (siehe den Pfeil (die durchgezogene Linie), der die Zufuhrströmung vom Abflussdurchgang 20a zum dritten Zuführungsanschluss 57 an der in 14 dargestellten zweiten Stellung kennzeichnet) zum Abfuhrzustand (siehe den Pfeil (die gestrichelte Linie), der die Abfuhrströmung vom dritten Anschluss 47 zum Ablasskanal 22 an der in 16 dargestellten dritten Stellung kennzeichnet) umgeschaltet wird, ist der Anschluss (z. B. der dritte Anschluss 57) an der dazwischen liegenden Schieberstellung (siehe die vierte Stellung von 15) zwischen der zweiten Stellung von 14 und der dritten Stellung von 16 zeitweise geschlossen. Wenn mit anderen Worten zwischen einem Zufuhrzustand für das Arbeitsfluid zu einem Anschluss und einem Abfuhrzustand für das Arbeitsfluid vom Anschluss durch Verändern der Schieberstellung umgeschaltet wird, ist eine Fluidverbindung zwischen dem Anschluss und dem Abflussdurchgang 20a und dem Ablasskanal 22 zeitweise abgesperrt.
  • Zudem kann es vorkommen, dass der axial verschiebbare Steuerschieber 52 aufgrund einer Verunreinigung, einer Verschmutzung oder Ablagerung (z. B. ein sehr kleines Metallstück), welche im Arbeitsfluid enthalten ist, das im Hydraulikkreis 5 verwendet wird, festsitzt und zwischen dem Rand von jedem der Stege 63a–63e und dem Rand von jedem der Anschlüsse eingeklemmt ist, wenn der Motor aufgrund eines unerwünschten Abwürgens des Motors anormal stehen geblieben ist, oder wenn der Motor neu gestartet wird, nachdem der Motor normal stehen geblieben ist. Aufgrund des festsitzenden Schiebers 52 ist es schwierig, ein selektives Umschalten zwischen den Anschlüssen, d. h. eine Änderung des Weges der Strömung durch das elektromagnetische Wegeventil 21 zu erreichen. In einem solchen anormalen Zustand, d. h. in einem unterdrückten Zustand für die Verschiebebewegung des Steuerschiebers 52, arbeitet das Steuerventilsystem der Ausführungsform wie folgt.
  • Wenn sich wegen des festsitzenden Steuerschiebers 52 der Steuerschieber 52 im behinderten Zustand für die Verschiebebewegung befindet, ist es natürlich unmöglich, eine Winkelphasensteuerung des Flügelelements 9 auszuführen. Der anormale Zustand (d. h. der unterdrückte Zustand für die Bewegung des Steuerschiebers 52) wird vom Steuergerät 34 basierend auf einem Ergebnis eines Vergleichs zwischen der vom Nockenwinkelsensor erfassten, momentanen Winkelphase und der gewünschten Winkelphase der Nockenwelle 2, mit anderen Worten basierend auf einer Zeitdauer, während der ein Zustand andauert, bei dem ein Befehlswert (ein gewünschter Ventiltimingwert) für die Ventiltiming-Steuerung von einem momentan erfassten Ventiltimingwert abweicht, und dessen vorgegebenem Zeitdauer-Grenzwert ermittelt. Wenn der anormale Zustand durch das Steuergerät 34 ermittelt wurde, erzeugt das Steuergerät 34 einen maximalen Steuerstromwert für die Elektromagnetspule 67 des Elektromagnets 54 des elektromagnetischen Wegeventils 21. Infolgedessen wird der Steuerschieber 42 durch eine maximale Größe einer vom Elektromagnet 54 erzeugten elektromagnetischen Kraft gewaltsam axial nach links verschoben, wobei die Verunreinigung oder Ablagerung abgeschert wird, und somit auf die fünfte Stellung (siehe 17) gestellt. Wie aus dem Längsquerschnitt von 17 ersichtlich, sind somit der Phasennacheilungsdurchgang 18, der Phasenvoreilungsdurchgang 19 und der Sperrdurchgang 28 alle mit dem Ablasskanal 22 verbunden und infolgedessen wird das Arbeitsfluid in jeder der Phasennacheilungskammern 11, das Arbeitsfluid in jeder der Phasenvoreilungskammern 12 sowie das Arbeitsfluid in jeder der ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 in die Ölwanne 23 abgelassen.
  • Selbst wenn das Flügelelement 9 auf eine Phasennacheilungswinkelstellung gestellt wurde, die von der Zwischenphasen-Winkelstellung versetzt ist, erfolgt aufgrund des negativen Drehmoments des auf die Nockenwelle 2 einwirkenden Wechseldrehmoments dadurch eine Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 in die Phasenvoreilungsrichtung. Durch die Federkraft der ersten Feder 29 und mittels der Sperrvorrichtungswirkung der ersten abgestuften Sperr-Führungsnut wird der erste Sperrstift 26 infolgedessen problemlos in Eingriff mit dem ersten Sperrloch 24 gebracht. Durch die Federkraft der zweiten Feder 30 und mittels der Sperrvorrichtungswirkung der zweiten abgestuften Sperr-Führungsnut wird der zweite Sperrstift 27 gleichzeitig problemlos in Eingriff mit dem zweiten Sperrloch 25 gebracht. Demzufolge kann die Winkelphase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 (d. h. zum Gehäuse 7) an der vorgegebenen dazwischen liegenden Winkelphase zwischen der maximal nacheilenden Relativdrehungsphase und der maximal voreilenden Relativdrehungsphase gehalten werden.
  • Es wird nun auf 19 Bezug genommen, die den Stellungs-Steuerungsablauf für den Steuerschieber 52 des elektromagnetischen Wegeventils 21 zeigt, der im Steuergerät 34 ausgeführt wird. Die Steuerungsroutine von 19 wird als zeitgetriggerte bzw. zeitgesteuerte Unterbrechungsroutinen ausgeführt, die zu jeweils vorgegebenen Abtast-Zeitintervallen ausgelöst werden.
  • An einem Schritt S1 erfolgt eine Überprüfung zur Ermittlung, ob der Stellungshaltemechanismus 4 sich im gesperrten (eingerückten) Zustand der Sperrstifte 26–27 in den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 befindet. Wenn der Motor sich z. B. im abgestellten Zustand befindet, wird der Stellungshaltemechanismus 4 im gesperrten (eingerückten) Zustand gehalten. Wenn die Antwort am Schritt S1 positiv (JA) ist, rückt die Routine zu einem Schritt S2 vor.
  • Am Schritt S2 erfolgt eine Überprüfung zur Ermittlung, ob der Motor in einen normalen Betriebszustand versetzt wurde. Wenn die Antwort am Schritt S2 positiv (JA) ist, rückt die Routine zu einem Schritt S3 vor.
  • Am Schritt S3 wird die axiale Stellung des Steuerschiebers 52 auf die sechste Stellung (siehe 13) gesteuert, so dass der Phasennacheilungsdurchgang 18, der Phasenvoreilungsdurchgang 19 und der Sperrdurchgang 28 sämtlich mit dem Abflussdurchgang 20a verbunden sind. Danach erfolgt ein Schritt S4.
  • Am Schritt S4 wird die axiale Stellung des Steuerschiebers 52 auf eine ausgewählte der zweiten, dritten und vierten Stellungen gesteuert, welche basierend auf topaktuellen Informationen über einen Motorbetriebszustand ermittelt wurde, und somit wird die Winkelphase der Nockenwelle 2 relativ zum Steuerrad 1 gesteuert und mittels des Phasenänderungsmechanismus 3 an einer gewünschten Winkelphase gehalten.
  • An einem Schritt S5 erfolgt eine Überprüfung zur Ermittlung, ob eine Motordrehzahl Ne geringer als oder gleichgroß wie ein vorgegebener Motor-Drehzahlwert Ni, d. h. Ne ≤ Ni wird. Wenn die Antwort am Schritt S5 negativ (NEIN) ist, kehrt die Routine zum Schritt S4 zurück. Wenn hingegen die Antwort am Schritt S5 positiv (JA) ist, rückt die Routine zu einem Schritt 56 vor.
  • Am Schritt 56 wird die axiale Stellung des Steuerschiebers 52 auf die erste Stellung (siehe 12) gesteuert. Auf diese Weise endet ein Ausführungszyklus der Steuerschieber-Steuerung.
  • Wenn zurückkommend auf den Schritt S1 die Antwort am Schritt S1 hingegen negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Stellungshaltemechanismus 4 sich im nicht gesperrten (ausgerückten) Zustand der Sperrstifte 26–27 aus den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 befindet, rückt die Routine vom Schritt S1 zu einem Schritt S7 vor.
  • Am Schritt S7 erzeugt das Steuergerät 34 einen maximalen Steuerstromwert für die Elektromagnetspule 67 des Elektromagnets 54 des elektromagnetischen Wegeventils 21 und danach wird der Steuerschieber 52 durch eine maximale Größe der vom Elektromagnet 54 erzeugten elektromagnetischen Kraft gewaltsam axial nach links verschoben und somit auf die fünfte Stellung (siehe den Querschnitt von 17) gestellt. Demzufolge sind der Phasennacheilungsdurchgang 18, der Phasenvoreilungsdurchgang 19 und der Sperrdurchgang 28 sämtlich mit dem Ablasskanal 22 verbunden, um zu ermöglichen, dass das Arbeitsfluid in jeder der Phasennacheilungskammern 11, das Arbeitsfluid in jeder der Phasenvoreilungskammern 12 und das Arbeitsfluid in jeder der ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 in die Ölwanne 23 abgelassen wird.
  • Als Vorbereitung der Bewegung der ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 aus dem Eingriff mit den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 ist das Steuerventilsystem der Ausführungsform, wie aus dem obigen ersichtlich, zur Steuerung des Steuerschiebers 52 auf die erste Stellung (die federbelastete Stellung), die in 12 dargestellt ist, zur Abfuhr des Arbeitsfluids in die ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 und gleichzeitig zur Zufuhr des Arbeitsfluids aus dem Abflussdurchgang 20a zu den beiden Hydraulikkammern 11 und 12 ausgelegt. Mit dem auf die erste Stellung gestellten Steuerschieber 52 werden somit Hydraulikdrücke mit fast dem gleichen Druckwert auf die jeweiligen Hydraulikkammern (die Phasennacheilungskammer 11 und die Phasenvoreilungskammer 12) ausgeübt. Somit ist es möglich, ein unerwünschtes Flattern des Flügelelements 9 zu unterdrücken und außerdem eine Drehbewegung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad in einer Drehrichtung zu unterdrücken.
  • Anschließend wird der Steuerschieber 52 von der ersten Stellung auf die in 13 dargestellte sechste Stellung verstellt und dadurch wird das Arbeitsfluid auch den ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 11 und 12 zugeführt. Somit ist es möglich, die ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 einfach und leichtgängig mit einer geringeren Scherkraft aus den jeweiligen Sperrlöchern 24–25 zu entsperren (auszurücken), die auf jeden der Sperrstifte 26–27 aufgebracht werden kann.
  • Darüber hinaus werden in der Ausführungsform eine Funktion einer Hydraulikdrucksteuerung für jede der Hydraulikdruckkammern (Phasennacheilungskammer 11 und Phasenvoreilungskammer 12) und eine Funktion einer Hydraulikdrucksteuerung für jede der ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 mittels des einzigen elektromagnetischen Wegeventils 21 erreicht. Dadurch ist es möglich, die Flexibilität eines Aufbaus des VTC-Systems auf dem Motorkörper zu verbessern, wodurch eine kürzere System-Installationszeit und geringere Kosten gewährleistet sind.
  • Darüber hinaus ist es möglich, das Haltevermögen der Winkelstellung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 an der Zwischenphasen-Winkelstellung mittels des Stellungshaltemechanismus 4 zu verbessern. Darüber hinaus wird durch die erste Sperr-Führungsnut (die dreistufig abgestufte Sperr-Führungsnut mit drei Bodenflächen 24a–24c, die als Einwegkupplung, mit anderen Worten als Sperrvorrichtung dient) und die zweite Sperr-Führungsnut (die zweistufig abgestufte Sperr-Führungsnut mit zwei Bodenflächen 25a–25b, die als Einwegkupplung, mit anderen Worten als Sperrvorrichtung dient) eine Bewegung des ersten Sperrstifts 26 in einen Eingriff mit dem ersten Sperrloch 24 und eine Bewegung des zweiten Sperrstifts 27 lediglich in einen Eingriff mit dem zweiten Sperrloch 25 ermöglicht, wodurch eine sicherere und präzisere Führungsfunktion für die Bewegung der Sperrstifte 26–27 in den Eingriff sichergestellt wird.
  • Der Hydraulikdruck in der Phasennacheilungskammer 11 und Phasenvoreilungskammer 12 wird nicht als Hydraulikdruck verwendet, der auf die ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 einwirkt. Im Vergleich mit einem System, dessen Hydraulikdruck in der Phasennacheilungskammer 11 und der Phasenvoreilungskammer 12 auch als Hydraulikdruck verwendet wird, der auf jede der Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 einwirkt, kann ein Ansprechverhalten des Hydrauliksystems der Ausführungsform auf eine Hydraulikdruckzufuhr zu jeder der Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 in großem Maße verbessert werden. Somit ist es möglich, ein Ansprechverhalten von jedem der Sperrstifte 26–27 auf eine Rückwärtsbewegung zum Entsperren (Ausrücken) zu verbessern. Das Hydraulikdrucksystem der Ausführungsform, wobei der Hydraulikdruck jeder der Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33 zugeführt werden kann, ohne den Hydraulikdruck in der Phasennacheilungskammer 11 und der Phasenvoreilungskammer 12 zu verwenden, genauer gesagt das einzige elektromagnetische Wegeventil 21, erübrigt eine flüssigkeitsdichte Abdichtungsvorrichtung zwischen der Phasennacheilungskammer 11 und Phasenvoreilungskammer 12 und jeder der Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33.
  • Um in der dargestellten Ausführungsform eine leichtgängige Verschiebebewegung der Sperrstifte 26–27 zu gewährleisten, ist der erste Sperrstift 26 so konfiguriert, dass die beiden axialen Enden mit der Phasenvoreilungskammer 12 über die entsprechenden Ölkanäle 45a–45b verbunden sind und dass der gleiche Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 gleichzeitig an beiden Enden des ersten Sperrstifts 26 wirkt und dadurch die Hydraulikdrücke, die auf die zwei axialen Enden des ersten Sperrstifts 26 wirken, in der Axialrichtung zueinander ausgeglichen sind. In gleicher Weise ist der zweite Sperrstift 27 so konfiguriert, dass die beiden axialen Enden mit der Phasenvoreilungskammer 12 über die entsprechenden Ölkanäle 46a–46b verbunden sind und dass der gleiche Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 gleichzeitig an beiden Enden des ersten Sperrstifts 26 wirkt und dadurch die Hydraulikdrücke, die auf die zwei axialen Enden des zweiten Sperrstifts 27 wirken, in der Axialrichtung zueinander ausgeglichen sind. Dadurch kann eine leichtgängige Verschiebebewegung des ersten Sperrstifts 26 durch den Differenzdruck zwischen der Federkraft der Feder 29 und dem Hydraulikdruck erreicht werden, welcher der ersten Entsperrdruck-Aufnahmekammer 32 zugeführt wird. In gleicher Weise kann eine leichtgängige Verschiebebewegung des zweiten Sperrstifts 27 durch den Differenzdruck zwischen der Federkraft der Feder 30 und dem Hydraulikdruck erreicht werden, welcher der zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammer 33 zugeführt wird.
  • Im Übrigen ist die Entlüftung 43, über die der Innenraum, welcher der gegenüberliegenden oberen Stirnseite (in Blickrichtung von 5 bis 10) des ersten Druckaufnahmebereichs 26c zugewandt ist, der von der ersten Druckaufnahmefläche 26 beabstandet ist, zur Atmosphäre hin geöffnet ist, im Flügel 16a und der vorderen Abdeckung 13 ohne eine Fluidverbindung mit der Phasenvoreilungskammer 12 ausgebildet. Außerdem ist die Entlüftung 44, über die der Innenraum, welcher der gegenüberliegenden oberen Stirnseite (in Blickrichtung von 5 bis 10) des zweiten Druckaufnahmebereichs 27c zugewandt ist, der von der ersten Druckaufnahmefläche 27 beabstandet ist, zur Atmosphäre hin geöffnet ist, im Flügel 16b und der vorderen Abdeckung 13 ohne eine Fluidverbindung mit der Phasenvoreilungskammer 12 ausgebildet. Somit tritt kein Austritt von Arbeitsfluid aus den Entlüftungen 43–44 auf.
  • Wie oben in der dargestellten Ausführungsform erläutert, wird der Hydraulikdruck in der Phasenvoreilungskammer 12 beiden axialen Enden der Sperrstifte 26–27 zugeführt, wobei dadurch ein stabiles Verhalten (eine leichtgängige aber stabile Verschiebebewegung) der beiden Sperrstifte 26–27 gewährleistet ist. Umgekehrt kann es vorkommen, dass der Hydraulikdruck in der Phasennacheilungskammer 11 während eines Startvorgangs des Motors beiden Enden der Sperrstifte 26–27 zugeführt wird, wobei sich Luft mit dem Arbeitsfluid vermischen kann, das der Phasennacheilungskammer 11 zugeführt wird. In einem solchen Fall neigt das Verhalten der Sperrstifte 26–27 verstärkt dazu, instabil zu werden und folglich besteht eine zunehmende Tendenz des Auftretens eines Hammergeräuschs.
  • Demgegenüber wird während eines stationären Zustands nach dem Anlassen des Motors eine geringere Luftmenge mit dem der Phasenvoreilungskammer 12 zugeführten Arbeitsfluid vermischt. Aufgrund der geringeren mit dem Arbeitsfluid vermischten Luft kann das Verhalten der Sperrstifte 26–27 folglich stabilisiert werden, wobei das Auftreten eines Hammergeräuschs dadurch unterdrückt wird.
  • Hinsichtlich der zweiten Sperr-Führungsnut ist die Höhe der Bodenstufe der ersten und zweiten Bodenflächen 25a–25b der zweiten Sperr-Führungsnut größer als die der obere Stufe dimensioniert, wodurch die relativ erhöhte mechanische Festigkeit des abgestuften Bereichs in der Nähe der aufrechten abgestuften Innenfläche 25c sichergestellt wird, die einen Teil des zweiten Sperrlochs 25 bildet. Selbst wenn der Außenumfang (der Rand) der Spitze 27a des zweiten Sperrstifts 27, der in Eingriff mit dem zweiten Sperrloch 25 gebracht werden kann, Wiederholt an der aufrechten abgestuften Innenfläche 25c der zweiten Sperr-Führungsnut (des zweiten Sperrlochs 25) anstößt, gewährleistetder Stellungshaltemechanismus 4 (insbesondere der zweite Sperrstift 27 und die zweite Sperr-Führungsnut) der Ausführungsform eine hohe Dauerhaltbarkeit.
  • Wenn der erste Sperrstift 26 in Bezug auf die Sperr-Führungsnut in Eingriff mit dem ersten Sperrloch 24 gebracht wird, wird der Außenumfang (der Rand) der Spitze 26a des ersten Sperrstifts 26 auch in anliegenden Eingriff mit der vergleichsweise breiteren aufrechten Innenfläche 24d gebracht, die sich von der tiefsten Bodenfläche (d. h. der dritten Bodenfläche 24c) vertikal erstreckt. Somit gewährleistet der Stellungshaltemechanismus 4 (insbesondere der erste Sperrstift 26 und die erste Sperr-Führungsnut) der Ausführungsform eine hohe Dauerhaltbarkeit.
  • Zusätzlich zum oben in der dargestellten Ausführungsform beschriebenen weist der Stellungshaltemechanismus 4 zwei separate Sperrvorrichtungen, d. h. (i) den ersten Sperrstift 26 und die erste Sperr-Führungsnut (die dreistufig abgestufte Nut) mit den ersten bis dritten Bodenflächen 24a–24c und (ii) den zweiten Sperrstift 27 und die zweite Sperr-Führungsnut (die zweistufig abgestufte Nut) mit den ersten und zweiten Bodenflächen 25a–25b auf. Dadurch ist es möglich, die Wandstärke des Steuerrads 1 zu reduzieren, in welchem jedes der Sperrlöcher 24–25 ausgebildet ist. Der Stellungshaltemechanismus könnte z. B. insbesondere aus einem einzigen Sperrstift und einer einzigen Sperr-Führungsnut (einer einzigen mehrstufig abgestuften Nut) ausgebildet sein. In einem solchen Fall müssten die fünf Bodenflächen im Steuerrad derart ausgebildet werden, dass sie sich kontinuierlich schrittweise von der Phasennacheilungsseite (mit anderen Worten der Seite der Phasenvoreilungskammer 12) zur Phasenvoreilungsseite (mit anderen Worten zur Seite der Phasennacheilungskammer 11) absenken. Um die erste fünfstufig abgestufte Nut bereitzustellen müsste die Wandstärke des Steuerrads selbstverständlich auch verstärkt werden. Demgegenüber setzt die Ausführungsform zwei separate Sperrvorrichtungen (26, 24a–24c; 27, 25a–25b) als Stellungshaltemechanismen ein, und demzufolge ist es möglich, die Dicke des Steuerrads 1 zu reduzieren, wodurch die Axiallänge der VTC-Vorrichtung verkürzt und als Folge davon die Flexibilität der Anordnung des VTC-Systems am Motorkörper verbessert wird.
  • Ferner ist jeder der ersten und zweiten Sperrstifte 26–27 als im Wesentlichen zylindrisches Sperrelement ausgebildet und außerdem ist jeder der ersten und zweiten Druckaufnahmebereiche 26c–27c als einfacher Flanschbereich ausgebildet. Dies trägt zu einem einfachen Fertigungsprozess und reduzierten Fertigungskosten bei.
  • [ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM]
  • Es wird auf 20A bis 20B Bezug genommen, die jeweils einen Längsquerschnitt des elektromagnetischen Wegeventils der zweiten Ausführungsform veranschaulichen. 20B zeigt den Längsquerschnitt des Wegeventils der zweiten Ausführungsform in einer Winkelstellung, die um 90° aus der Winkelstellung gedreht ist, die dem Querschnitt von 20A entspricht. Wie aus einem Vergleich zwischen dem Längsquerschnitt von 11 (der ersten Ausführungsform) und dem Längsquerschnitt von 20A (der zweiten Ausführungsform) ersichtlich ist, unterscheiden sich die Steuerventile der ersten und zweiten Ausführungsform etwas dadurch voneinander, dass in der zweiten Ausführungsform Durchgangsnuten in der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers 51 (dem Ventilgehäuse) ausgebildet sind, anstatt eine Durchgangsöffnung 60 im Steuerschieber 52 auszubilden.
  • Das heißt, dass der Ventilkörper 51 gleichermaßen wie in der ersten Ausführungsform in der in 20A dargestellten zweiten Ausführungsform die ersten und zweiten Einleitungsanschlüsse 55a–55b, die mit dem Ansaugdurchgang 20a verbunden sind, die ersten und zweiten Zuführungsanschlüsse 56a–56b, die mit dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 verbunden sind, und den dritten Zuführungsanschluss 57 aufweist, der mit dem Phasenvoreilungsdurchgang verbunden ist. Der Ventilkörper 51 weist den Sperranschluss 58 auf, der mit dem Sperrdurchgang 28 (siehe 20B) verbunden ist. Der Ventilkörper 51 weist außerdem die ersten und zweiten Ablassanschlüsse 59a–59b auf, die auf beiden Seiten der ersten und zweiten Einleitungsanschlüsse 55a–55b angeordnet und mit dem Ablasskanal 22 (siehe 20A–20B) verbunden sind.
  • Der Ventilkörper 51 weist eine sich axial erstreckende erste Durchgangsnut 72 auf, die auf dessen Außenumfangswandfläche zwischen dem ersten Zuführungsanschluss 56a und dem zweiten Einleitungsanschluss 55b ausgebildet ist und ermöglicht eine entsprechende Verbindung des zweiten Einleitungsanschlusses 55b mit dem ersten Zuführungsanschluss 56a in Abhängigkeit von einer vorgegebenen axialen Stellung des Steuerschiebers 52. Außerdem weist der Ventilkörper 51 einen ersten Sub- bzw. Unteranschluss 73a auf, der auf dessen Außenumfangswandfläche ausgebildet und auf der rechten Seite (in Blickrichtung von 20A) des ersten Zuführungsanschlusses 56a angeordnet und mit der ersten Durchgangsnut 72 verbunden ist. Der Ventilkörper 51 weist einen zweiten Unteranschluss 73b (eine Durchgangsöffnung) auf, der auf der Seite des Elektromagneten 54 angeordnet und mit dem Sperranschluss 58 abhängig von einer vorgegebenen Axialstellung des Steuerschiebers 52 entsprechend verbunden ist. Außerdem weist der Ventilkörper 51 eine sich axial erstreckende zweite Durchgangsnut 74 auf, die auf dessen Außenumfangswandfläche zwischen dem zweiten Unteranschluss 73b und dem ersten Einleitungsanschluss 55a ausgebildet ist und eine ständige Verbindung des ersten Einleitungsanschlusses 55a mit dem zweiten Unteranschluss 73b ermöglicht. Darüber hinaus weist der Ventilkörper 51 eine im Wesentlichen ringförmige dritte Durchgangsnut 77 auf, die auf dessen Außenumfangswand diametral gegenüberliegend zum ersten Zuführungsanschluss 55a und ersten Unteranschluss 73a ausgebildet ist.
  • Im Übrigen wirken die erste Durchgangsnut 72, die zweite Durchgangsnut 74 und die dritte Durchgangsnut 77 des Ventilkörpers 51 mit der Innenumfangsfläche der Ventil-Aufnahmebohrung 01 des Motorzylinderblocks zusammen, um die drei Flüssigkeitsströmungsdurchgänge zu bilden.
  • Andererseits ist der Steuerschieber 52 in der zweiten Ausführungsform, wie dies in 20A–20B dargestellt ist, als im Wesentlichen zylindrischer massiver Steuerschieber mit einem massiven Querschnitt ausgebildet. Der Steuerschieber 52 weist neun axial beabstandete Stege, d. h. erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte, achte und neunte Stegbereiche 75a, 75b, 75c, 75d, 75e, 75f, 75g, 75h und 75i auf, die auf der Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 52 ausgebildet oder maschinell bearbeitet sind und in dieser Reihenfolge von links nach rechts angeordnet sind. Neun ringförmige Durchgangsnuten 76a–76i sind zwischen den Steg 75a–75i gebildet, um die Strömungsdurchgänge zwischen den Anschlüssen bereitzustellen. Die axialen Abmessungen der Stegbereiche 75a–75i, mit anderen Worten die Axiallängen der ringförmigen Nuten 76a–76i, differieren abhängig von den Ausbildungspositionen der der Anschlüsse voneinander. Die ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften, sechsten, siebten, achten und neunten ringförmigen Nuten 76a, 76b, 76c, 76d, 76e, 76f, 76g, 76h und 76i sind in dieser Reihenfolge von links nach rechts angeordnet.
  • [STELLUNGSSTEUERUNG DES STEUERSCHIEBERS]
  • Eine Stellungssteuerung des Ventilschiebers 52 des elektromagnetischen Wegeventils 21 der zweiten Ausführungsform wird nachfolgend detailliert mit Bezug auf die Tabelle von 18, die die Beziehung zwischen dem Hubweg (der axialen Stellung) des Ventilschiebers 52 und der Arbeitsfluid-Zufuhr/-Abfuhr zum und vom Phasennacheilungsdurchgang 18 (den Phasennacheilungskammern 11), Phasenvoreilungsdurchgang 19 (den Phasenvoreilungskammern 12) und Sperrdurchgang 28 (den ersten und zweiten Entsperrdruck-Aufnahmekammern 32–33) und den Querschnitten von 21A–21B, 22A–22B, 23A–23B, 24A–24B, 25A–25B und 26A–26B beschrieben, die entsprechend die erste Stellung, die sechste Stellung, die zweite Stellung, die vierte Stellung, die dritte Stellung und die fünfte Stellung des Steuerschiebers 52 veranschaulichen.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als erstes in 20A–20B und 21A–21B dargestellt, durch die Federkraft der Ventilfeder 53 auf die maximal rechte Axialstellung (d. h. die erste Stellung) gestellt ist, wird eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem ersten Zuführungsanschluss 56a durch die erste Durchgangsnut 72, den ersten Unteranschluss 73a und die erste ringförmige Durchgangsnut 76a hergestellt und eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 durch die fünfte Durchgangsnut 76e hergestellt. Gleichermaßen wird eine Fluidverbindung zwischen dem Sperranschluss 58 und dem ersten Ablassanschluss 59a durch die sechste ringförmige Durchgangsnut 76f hergestellt (siehe 21B).
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als zweites in 22A–22B dargestellt, von der maximal rechten Axialstellung (d. h. der ersten Stellung) gegen die Federkraft der Ventilfeder 53 durch Einschalten bzw. Erregen der elektromagnetischen Spule 67 des Elektromagnets 54 etwas nach links verschoben und somit auf die sechste Stellung gestellt ist, wird einerseits eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Einleitungsanschluss 55b und dem ersten Zuführungsanschluss 56a eingerichtet und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 bleibt unverändert. Andererseits wird eine Fluidverbindung zwischen dem Sperranschluss 58 und dem ersten Ablassanschluss 59a blockiert, aber eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem Sperranschluss 58 durch die zweite Durchgangsnut 74 und den zweiten Unteranschluss 73b und die achte ringförmige Durchgangsnut 76h eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als drittes in 23A–23B dargestellt, von der sechsten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einer Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die sechste Stellung gestellt ist, bleiben die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem Sperranschluss 58 unverändert. Eine Fluidverbindung zwischen dem zweiten Zuführungsanschluss 56b und dem zweiten Ablassanschluss 59b wird, durch die dritte Durchgangsnut 77 und die dritte ringförmige Durchgangsnut 76c eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als viertes in 24A–24B dargestellt, von der zweiten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einer weiteren Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die vierte Stellung gestellt ist, bleiben die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem dritten Zuführungsanschluss 57 und die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem zweiten Ablassanschluss 59b unverändert. Die Fluidverbindung zwischen dem zweiten Zuführungsanschluss 56b und dem zweiten Ablassanschluss 59b wird blockiert.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als fünftes in 25A–25B dargestellt, von der vierten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einer weiteren Erhöhung des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die dritte Stellung gestellt ist, bleibt die Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem Sperranschluss 58 unverändert. Gleichzeitig wird eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Einleitungsanschluss 55a und dem ersten Zuführungsanschluss 56a durch den zweiten Einleitungsanschluss 55b, die erste Durchgangsnut 72, den ersten Unteranschluss 73a und die zweite ringförmige Durchgangsnut 76b und eine Fluidverbindung zwischen dem dritten Zuführungsanschluss 57 und dem ersten Ablassanschluss 59a durch die sechste ringförmige Durchgangsnut 76f eingerichtet.
  • Wenn der Steuerschieber 52, wie als sechstes in 26A–26B dargestellt, von der dritten Stellung durch Erregen des Magnetventils 54 mit einem maximalen Betrag des durch die Elektromagnetspule 67 fließenden elektrischen Stroms weiter nach links verschoben und somit auf die fünfte Stellung gestellt ist, ist der erste Zuführungsanschluss 56a mit dem zweiten Ablassanschluss 59b durch die erste ringförmige Durchgangsnut 76a und die dritte Durchgangsnut 77 verbunden.
  • Gleichzeitig sind der Sperranschluss 58 und der dritte Zuführungsanschluss 57 beide mit dem ersten Ablassanschluss 59a verbunden.
  • Wie oben erläutert, ist das elektromagnetische Wegeventil 21 der zweiten Ausführungsform in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform ausgelegt, um den Weg der Strömung durch das Wegeventil durch selektives Umschalten zwischen den Anschlüssen in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Axialstellung des Steuerschiebers 52 zu verändern, die basierend auf topaktuellen Informationen über den Motorbetriebszustand ermittelt wird, wobei dadurch eine relative Winkelphase des Flügelelements 9 (der Nockenwelle 2) zum Steuerrad 1 (der Kurbelwelle) verändert wird, und außerdem ein selektives Umschalten zwischen gesperrten und nicht gesperrten Zuständen des Stellungshaltemechanismus 4, mit anderen Worten ein selektives Umschalten zwischen einem gesperrten (eingerückten) Zustand der Sperrstifte 26–27 in die entsprechenden Sperrlöcher 24–25 und einem nicht gesperrten (ausgerückten) Zustand der Sperrstifte 26–27 aus den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 zu ermöglichen. Demzufolge kann mittels des elektromagnetischen Wegeventils 21 der zweiten Ausführungsform, wie oben erläutert, eine freie Drehung des Flügelelements 9 relativ zum Steuerrad 1 abhängig vom Motorbetriebszustand ermöglicht (zugelassen) oder unterdrückt (beschränkt) werden. Wenn der anormale Zustand (d. h. der unterdrückte Zustand für eine Bewegung des Steuerschiebers 52), wie z. B. ein festsitzender Steuerschieber aufgrund einer Verunreinigung oder Verschmutzung vom Steuergerät 34 ermittelt bzw. festgestellt wird, wird der Steuerschieber 52 durch eine maximale Größe der vom Elektromagnet 54 erzeugten Kraft gewaltsam axial zur maximalen vom Elektromagnet betätigten Stellung, d. h. zur fünften Stellung (siehe 26A–36B) verschoben. Mittels der gewaltsamen Bewegung des Steuerschiebers 52 axial nach links kann eine Verunreinigung, Verschmutzung oder Ablagerung abgeschert werden, die zwischen dem Rand eines jeden der Stegbereiche 63a–63e und dem Rand eines jeden der Anschlüsse eingeklemmt ist, um somit die axiale Verschiebbewegung des Steuerschiebers 52 zu ermöglichen.
  • Mit Ausnahme der Fluid-Durchgangsstruktur ist der prinzipielle Aufbau und die Funktionsweise des Steuerventilsystems der zweiten Ausführungsform identisch zur der der ersten Ausführungsform. Folglich kann das Steuerventilsystem der zweiten Ausführungsform die gleiche Funktionsweise und Wirkungen wie die erste Ausführungsform, genauer gesagt das in großem Maße verbesserte Ansprechverhalten eines jeden der Sperrstifte 26–27 auf eine Rückwärtsbewegung zum Entsperren (Ausrücken), mit anderen Worten einen leichtgängigen und einfachen Entsperrvorgang der Sperrstifte 26–27 aus den entsprechenden Sperrlöchern 24–25 und ein stabiles Verhalten (eine leichtgängige aber stabile Verschiebebewegung) eines jeden der Sperrstifte 26–27 bereitstellen.
  • Es ist leicht nachzuvollziehen, dass die Erfindung nicht auf die hierin dargestellten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass viele Änderungen und Modifikationen erfolgen können. Das elektromagnetische Wegeventil 21 der dargestellten Ausführungsform wurde beispielhaft in der VTC-Vorrichtung dargestellt, die auf einer Einlassventilseite eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird. Anstelle davon kann das elektromagnetische Wegeventil 21 für eine VTC-Vorrichtung verwendet werden, die auf einer Auslassventilseite installiert ist.
  • Beim Wegeventil der ersten Ausführungsform ist an der vierten Stellung der Abflussdurchgang 20a darüber hinaus mit dem Sperrdurchgang 28 verbunden und gleichzeitig ist eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang 20a und dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 und dem Phasennacheilungsdurchgang 18 blockiert. Stattdessen kann an der vierten Stellung zusätzlich zur Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang 20a und dem Sperrdurchgang 28 gleichzeitig der Abflussdurchgang 20a sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang 19 als auch dem Phasennacheilungsdurchgang 18 durch eine sehr kleine Strömungsdurchgangsfläche verbunden sein, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird.
  • Um die ersten und sechsten Stellungen bei den ersten und zweiten Ausführungsformen zu realisieren, die für einen leicht gängigen Entsperrvorgang erforderlich sind, benötigt der Wegeventil-Aufbau ein Paar von Zuführungsanschlüssen 56a–56b, die zueinander benachbart angeordnet sind. Während eines Übergangs von der ersten Stellung (siehe 12) auf die sechste Stellung (siehe 13) wird für einen leicht gängigen Entsperrvorgang des Sperrmechanismus, mit anderen Worten in einem ersten Zuführungszustand, die Öffnung des ersten Zuführungsanschlusses 56a offen gehalten, um als Hydraulikdruck-Zuführungsanschluss für den Phasennacheilungsdurchgang 18 zu fungieren, wohingegen die Öffnung des zweiten Zuführungsanschlusses 56b geschlossen (abgesperrt) ist. Stattdessen kann in dem ersten Zuführungszustand, bei der die Öffnung des ersten Zuführungsanschlusses 56a für die Hydraulikdruckzuführung zum Phasennacheilungsdurchgang 18 offen bleibt, die Öffnung des zweiten Zuführungsanschlusses 56b auf eine kleine Strömungsdurchgangsfläche gedrosselt werden. Im Gegensatz dazu ist während der Phasenänderungssteuerung (siehe z. B. die dritte Stellung von 16 in einem Bereich mit niedriger Drehzahl und niedriger Last), nachdem der leichtgängige Entsperrvorgang beendet ist, mit anderen Worten in einer zweiten Zufuhrstellung die Öffnung des ersten Zuführungsanschlusses 56a geschlossen (abgesperrt), wohingegen die Öffnung des zweiten Zuführungsanschlusses 56b offen bleibt. Stattdessen kann in der zweiten Zufuhrstellung, bei der die Öffnung des zweiten Zuführungsanschlusses 56b für die Hydraulikdruckzufuhr zum Phasennacheilungsdurchgang 18 offen gehalten wird, die Öffnung des ersten Zuführungsanschlusses 56a auf eine kleine Strömungsdurchgangsfläche gedrosselt werden. Wie oben in den dargestellten Ausführungsformen erläutert, ist das mit dem benachbarten Zuführungsanschluss-Paar ausgestattete Wegeventil so konfiguriert, dass ein Umschalten zwischen den ersten und zweiten Zufuhrzustellungen in Abhängigkeit von der axialen Schieberstellung, d. h. durch eine Verschiebebewegung des Steuerschiebers 52 erfolgt.
  • Außerdem sind die benachbarten ersten und zweiten Zuführungsanschlüsse 56a–56b in den dargestellten Ausführungsformen mit der Phasennacheilungskammer 18 verbunden, wohingegen der dritte Zuführungsanschluss 57 mit der Phasenvoreilungskammer 19 verbunden ist. Stattdessen kann die Zuführungsanschlussstruktur so konfiguriert werden, dass die benachbarten ersten und zweiten Zuführungsanschlüsse 56a–56b mit der Phasenvoreilungskammern 19 verbunden sind, wohingegen der dritte Zuführungsanschluss 57 mit der Phasennacheilungskammer 18 verbunden ist. In einem solchen Fall werden in der Tabelle von 18 die zweite Stellung und die dritte Stellung miteinander getauscht.
  • Die gesamten Inhalte der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2011-151320 (vom 8. Juli drei 2011) werden hiermit durch in Bezugnahme miteinbezogen. Obwohl vorgehend die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist es so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die hierin dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass verschiedene Änderungen und Modifikationen erfolgen können, ohne vom Gehalt oder Geist dieser Erfindung abzuweichen, die durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist.
  • Zusammenfassend ist festzustellen:
    Ein Wegeventil bzw. Wegeschieber schaltet zwischen einer ersten Stellung, bei der ein Abflussdurchgang mit einem Phasenvoreilungsdurchgang und einem Phasennacheilungsdurchgang verbunden ist und ein Sperrdurchgang mit einem Ablasskanal verbunden ist, einer zweiten Stellung, bei der der Abflussdurchgang mit dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang mit dem Ablasskanal verbunden ist, einer dritten Stellung, bei der der Abflussdurchgang mit dem Phasennacheilungsdurchgang und dem Sperrdurchgang verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang mit dem Ablasskanal verbunden ist, und einer vierten Stellung um, bei der der Abflussdurchgang mit dem Sperrdurchgang verbunden ist und eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang und dem Phasenvoreilungsdurchgang und dem Phasennacheilungsdurchgang blockiert ist. Das Wegeventil ist ferner auf eine sechste Stellung umschaltbar, bei der der Phasenvoreilungsdurchgang, der Phasennacheilungsdurchgang und der Sperrdurchgang sämtlich mit dem Abflussdurchgang in Verbindung stehen.
  • Zur Ergänzung der vorstehenden schriftlichen Offenbarung der Erfindung wird hiermit Darstellung explizit auf die zeichnerische in den 1 bis 26A Bezug genommen.
  • Bezugszeichenliste
    • 01
    Ventil-Aufnahmebohrung
    1
    Steuerrad
    1a
    erstes Sperrloch-Strukturelement
    1b
    zweites Sperrloch-Strukturelement
    1c
    Innenfläche des Steuerrades
    1t
    gezahnter Bereich
    2
    Nockenwelle
    2a
    Innengewindeloch
    3
    Phasenhaltemechanismus
    4
    Sperrmechanismus, Positionshaltemechanismus
    5
    Hydraulikkreis
    6
    Abstützungsbohrung
    7, 1
    Gehäuse, antreibendes Drehelement
    7a
    Gehäusekörper
    8
    Nockenschraube
    9, 15
    Flügelelement
    10
    Trennwand, Schuh
    10a
    Durchgangsloch
    11
    Phasennacheilungskammer
    11a
    erstes Verbindungsloch
    12
    Phasenvoreilungskammer
    12a
    zweites Verbindungsloch
    13
    vordere Abdeckung
    14
    Schrauben
    15
    Flügelrotor, angetriebenes Drehelement
    15a
    Dichtungselement-Einsatzführungsbereich
    15b
    Stirnseite
    15c
    hinteres Ende
    15d
    Montagebohrung
    16a–16c
    Flügel
    16d, 16e
    Seitenfläche
    17a, 17b
    Ölabdichtungselement
    18
    Phasennacheilungsdurchgang
    18a, 19a, 28a
    Fluid-Durchgangebereich
    19
    Phasenvoreilungsdurchgang
    20
    Pumpe
    20a
    Abflussdurchgang
    20b
    Ansaugdurchgang
    21
    Wegeventil (Wegeschieber)
    22
    Ablasskanal
    23
    Ölwanne
    24
    erstes Sperrloch
    24a
    erste Bodenfläche
    24b
    zweite Bodenfläche
    24c
    dritte Bodenfläche
    24d
    Innenfläche der ersten Sperr-Führungsnut
    25
    zweites Sperrloch
    25a
    erste Bodenfläche
    25b
    zweite Bodenfläche
    25c
    Innenfläche
    26
    erster Sperrstift
    26a
    Spitze des ersten Sperrstifts
    26b
    Mitteldurchmesserbereich
    26c
    Druckaufnahmebereich
    26d
    hinteres Ende des Mitteldurchmesserbereichs
    26e
    erste Druckaufnahmefläche
    26f
    Stirnseite der Spitze
    26g
    kreisförmige Stirnseite des Mitteldurchmesserbereichs
    26h
    hintere Stirnseite des hinteren Endes
    26i
    Bodenfläche der axialen Federbohrung
    27
    zweiter Sperrstift
    27a
    Spitze des zweiten Sperrstifts
    27b
    Mitteldurchmesserbereich
    27c
    Druckaufnahmebereich
    27d
    hinteres Ende
    27e
    zweite Druckaufnahmefläche
    27f
    Stirnseite
    27g
    Stirnseite
    27i
    Bodenfläche
    28
    Sperrdurchgang
    29, 30
    erste, zweite Feder
    31a, 31b
    erstes, zweites Sperrstiftloch
    32, 33
    erste, zweite Entsperrdruck-Aufnahmekammer
    34
    Steuergerät
    40, 41
    Hülse
    43, 44
    Entlüftung
    45a, 45b
    Ölkanal
    46a, 46b
    Ölkanal
    50a
    Ölfilter
    50b
    Drosselventil
    51
    Ventilkörper
    52
    Steuerschieber
    53
    Vorspannelement
    54
    Elektromagnet
    55a, 55b
    Einleitungsanschluss
    56a, 56b
    erste und zweite Zuführungsanschlüsse
    57
    dritter Zuführungsanschluss
    58
    Sperranschluss
    59a, 59b
    Ablassanschluss
    60
    Durchgangsöffnung
    61
    Stopfen
    62a–62b, 63a–63e
    Stegbereiche
    64a–64c, 65a–65c
    Nuten, Verbindungsöffnungen
    65a, 65b, 65c, 65d
    Durchgangsnut
    66
    Federhalter
    67
    Elektromagnetspule
    68
    Joch
    69
    Kolben
    70
    Stellstange
    70a
    Spitze
    71
    Anschlussstück
    71a
    Anschlussklemme
    72
    erste Durchgangsnut
    73a, 73b
    erster, zweiter Sub- bzw. Unteranschluss
    74
    zweite Durchgangsnut
    75a–75i
    erster, zweiter, dritter, vierter, fünfter, sechster, siebter,achter, neunter Stegbereich bzw. Steg
    76a–76i
    erste, zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte, achte, neunte Durchgangsnut
    77
    dritte Durchgangsnut
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (19)

  1. Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung mit einem Gehäuse (7, 1), das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird und darin eine Arbeitsfluidkammer definiert, mit einem Flügelrotor (15), der mit einer Nockenwelle (2) fest verbunden ist und im Gehäuse (7) drehbar untergebracht ist, sodass sich der Flügelrotor (15) relativ zum Gehäuse (7) dreht, wobei der Flügelrotor (15) Flügel (16a–16c) zur Unterteilung der Arbeitsfluidkammer in eine Phasenvoreilungskammer (12) und eine Phasennacheilungskammer (11) aufweist, mit einem Sperrmechanismus (4), der gesperrt wird, damit der Flügelrotor (15) an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung gehalten werden kann und durch einen darin zugeführten Arbeitsfluiddruck entsperrt wird, mit einem Phasenvoreilungsdurchgang (19), der mit der Phasenvoreilungskammer (12) verbunden ist, mit einem Phasennacheilungsdurchgang (18), der mit der Phasennacheilungskammer (11) verbunden ist, und mit einem Sperrdurchgang (28), der zur Arbeitsmediumdruck-Zufuhr und -Abfuhr für den Sperrmechanismus (4) vorgesehen ist, umfassend: ein Wegeventil (21), das zwischen einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung, einer dritten Stellung und einer vierten Stellung umschaltbar ist, wobei die erste Stellung eine Stellung ist, bei der ein Abflussdurchgang (20a) einer Pumpe (20), die vom Motor angetrieben wird, sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Phasennacheilungsdurchgang (18) verbunden ist und der Sperrdurchgang (28) gleichzeitig mit einem Ablasskanal (22) verbunden ist, die zweite Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang (18) gleichzeitig mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, die dritte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang (18) als auch dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang (19) gleichzeitig mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, und die vierte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) mit dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Abflussdurchgang (20a) gleichzeitig sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Phasennacheilungsdurchgang (18) durch eine Strömungsdurchgangsfläche verbunden ist, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird, oder eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang (20a) und dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) und dem Phasennacheilungsdurchgang (18) blockiert ist.
  2. Steuerventil nach Anspruch 1, wobei: das Wegeventil (21) ferner auf eine fünfte Stellung umschaltbar ist, an welcher der Phasenvoreilungsdurchgang (19) der Phasennacheilungsdurchgang (18) und der Sperrdurchgang (28) sämtlich mit dem Ablasskanal (22) verbunden sind.
  3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Wegeventil (21) ferner auf eine sechste Stellung umschaltbar ist an welcher der Phasenvoreilungsdurchgang (19), der Phasennacheilungsdurchgang (18) und der Sperrdurchgang (28) sämtlich mit dem Abflussdurchgang (20a) verbunden sind.
  4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1–3, wobei: das Wegeventil (21) umfasst: einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Ventilkörper (51) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (55a–55b, 56a–56b, 57, 58, 59a–59b), die derart ausgebildet sind, dass sie Innen- und Außenumfänge des Ventilkörpers (51) durchdringen; einen axial verschiebbaren Steuerschieber (52), der im Ventilkörper (51) installiert ist und eine Mehrzahl von Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b) aufweist, um eine Öffnungsfläche von jedem der Anschlüsse abhängig von einer vorgegebenen Stellung des Steuerschiebers (52) zu verändern, der relativ zum Ventilkörper (51) axial verschoben ist und eine Mehrzahl von ringförmigen Nuten (65a–65c, 64a–64c) aufweist, die zwischen den Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b) festgelegt sind; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Steuerschiebers (52) in eine von zwei axialen Richtungen; und einen Elektromagnet (54) zum Bewegen des Steuerschiebers (52) in die entgegengesetzte Axialrichtung durch Erregen des Elektromagneten (54).
  5. Steuerventil nach Anspruch 4, wobei: die Anschlüsse des Ventilkörpers (51) einen ersten Zuführungsanschluss (56a) und einen zweiten Zuführungsanschluss (56b), die benachbart zueinander angeordnet sind, wobei die ersten und zweiten Zuführungsanschlüsse (56a–56b) entweder mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) oder mit dem Phasennacheilungsdurchgang (18) verbunden sind, einen dritten Zuführungsanschluss (57), der mit dem jeweils anderen, entweder dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) oder dem Phasennacheilungsdurchgang (18) verbunden ist, einen Sperranschluss (58), der mit dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist, einen Einleitungsanschluss (55a–55b), der mit dem Abflussdurchgang (20a) verbunden ist, und einen Ablassanschluss (59a–59b) umfassen, der mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, und die Stegbereiche (63a–63e, 62a–62b) des Steuerschiebers (52) jeweils im Wesentlichen axialen Anordnungspositionen der Anschlüsse (56a–56b, 57, 58, 55a–55b, 59a–59b) des Ventilkörpers (51) entsprechen.
  6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Wegeventil einen ersten Zuführungszustand bereitstellt, bei dem eine Öffnung des ersten Zuführungsanschlusses (56a) offen gehalten wird und eine Öffnung des zweiten Zuführungsanschlusses (56b) gedrosselt oder geschlossen ist, und ferner einen zweiten Zuführungszustand bereitstellt, bei der die Öffnung des zweiten Zuführungsanschlusses (56b) offen gehalten wird und die Öffnung des ersten Zuführungsanschlusses (56a) gedrosselt oder geschlossen ist, und ein Umschalten zwischen den ersten und zweiten Zuführungszuständen durch eine Verschiebebewegung des Steuerschiebers (52) erfolgt.
  7. Steuerventil nach Anspruch 6, wobei: das Wegeventil (21) in dem zweiten Zuführungszustand auf eine der zweiten und dritten Stellungen gestellt ist, wenn die erste Stellung dem ersten Zuführungszustand entspricht.
  8. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der Steuerschieber (52) ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Element mit einer mittigen, sich axial erstreckenden Durchgangsöffnung (60) und eine Mehrzahl von Verbindungsöffnungen (64a–64c) umfasst, die so ausgebildet sind, dass diese Innen- und Außenumfänge des Steuerschiebers (52) durchdringen und jeweils mit bestimmten ringförmigen Nuten der ringförmigen Nuten verbunden sind, die zwischen den Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b) definiert sind, wobei der Steuerschieber (52) eine Fluidverbindung zwischen zumindest zwei Nuten der bestimmten ringförmigen Nuten durch die Durchgangsöffnung (60) abhängig von der vorgegebenen Stellung des Steuerschiebers (52) einrichtet.
  9. Steuerventil nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei: das Wegeventil (21) den Steuerschieber (52) durch eine Kraft des Vorspannelements (53) auf die erste Stellung zurückgeführt, wenn die Elektromagnetsspule (54) ausgeschaltet ist.
  10. Steuerventil nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei: das Wegeventil (21) von der zweiten Stellung über die vierte Stellung auf die dritte Stellung in dieser Reihenfolge umschaltet, wenn sich die Menge eines durch den Elektromagnet (54) fließenden elektrischen Stroms erhöht.
  11. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: das Wegeventil (21) ferner auf eine fünfte Stellung umschaltbar ist, an welcher der Phasenvoreilungsdurchgang (19), der Phasennacheilungsdurchgang (18) und der Sperrdurchgang (28) sämtlich mit dem Ablasskanal (22) in Verbindung stehen; und das Wegeventil (21) außerdem von der zweiten Stellung über die vierten und dritten Stellungen auf die fünfte Stellung in dieser Reihenfolge umschaltet, wenn sich die Menge eines durch den Elektromagnet (54) fließenden elektrischen Stroms erhöht.
  12. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: das Wegeventil (21) ferner auf eine sechste Stellung umschaltbar ist, an welcher der Phasenvoreilungsdurchgang (19), der Phasennacheilungsdurchgang (18) und der Sperrdurchgang (28) sämtlich mit dem Abflussdurchgang (20a) in Verbindung stehen, und das Wegeventil (21) außerdem von der sechsten Stellung über die zweiten und vierten Stellungen auf die dritte Stellung in dieser Reihenfolge umschaltet, wenn sich die Menge eines durch den Elektromagnet (54) fließenden elektrischen Stroms erhöht.
  13. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei: eine Fluidverbindung zwischen einer Öffnung des Wegeventils (21) und dem Abflussdurchgang (20a) und dem Ablasskanal (22) zeitweise abgesperrt ist, wenn zwischen einem Zuführungszustand für das Arbeitsfluid zur Öffnung und einer Auslassstellung für das Arbeitsfluid von der Öffnung durch Verändern einer der ersten, zweiten, dritten und vierten Stellungen auf eine andere umgeschaltet wird.
  14. Steuerventil zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung mit einem antreibenden Drehelement (7, 1) das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird, mit einem angetriebenen Drehelement (9, 15), das mit einer Nockenwelle (2) fest verbunden ist und eine Phasenvoreilungskammer (12) und eine Phasennacheilungskammer (11) zwischen dem antreibenden Drehelement (7, 1) und dem angetriebenen Drehelement (9, 15) definiert, mit einem Sperrmechanismus (4), der gesperrt wird, damit eine Winkelstellung des angetriebenen Drehelements (9, 15) relativ zum antreibenden Drehelement (7, 1) an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung gehalten werden kann und durch darin zugeführten Arbeitsfluiddruck entsperrt wird, mit einem Phasenvoreilungsdurchgang (19), der mit der Phasenvoreilungskammer (12) verbunden ist, mit einem Phasennacheilungsdurchgang (18), der mit der Phasennacheilungskammer (11) verbunden ist, und mit einem Sperrdurchgang (28), der zur Arbeitsmediumdruck-Zufuhr und -Abfuhr für den Sperrmechanismus (4) vorgesehen ist, umfassend: ein Wegeventil (21), das zwischen einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung, einer dritten Stellung und einer vierten Stellung umschaltbar ist, wobei die erste Stellung eine Stellung ist, bei der ein Abflussdurchgang (20a) einer Pumpe (20), die vom Motor angetrieben wird, sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Phasennacheilungsdurchgang (18) verbunden ist und der Sperrdurchgang (28) gleichzeitig mit einem Ablasskanal (22) verbunden ist, die zweite Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang (18) gleichzeitig mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, die dritte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang (18) als auch dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang (19) gleichzeitig mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, und die vierte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) mit dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Abflussdurchgang (20a) gleichzeitig sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Phasennacheilungsdurchgang (18) durch eine Strömungsdurchgangsfläche verbunden ist, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird, oder eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang (20a) und dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) und dem Phasennacheilungsdurchgang (18) blockiert ist.
  15. Steuergerät zur Steuerung eines Steuerventils (21) zur Verwendung in einer Ventiltiming-Steuerungsvorrichtung mit einem Gehäuse (7, 1), das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird und eine Arbeitsfluidkammer darin definiert, einem Flügelrotor (15), der mit einer Nockenwelle (2) fest verbunden ist und im Gehäuse (7) drehbar untergebracht ist, sodass sich der Flügelrotor (15) relativ zum Gehäuse (7) dreht, wobei der Flügelrotor (15) Flügel (16a–16c) zur Unterteilung der Arbeitsfluidkammer in eine Phasenvoreilungskammer (12) und eine Phasennacheilungskammer (11) aufweist, mit einem Sperrmechanismus (4), der gesperrt wird, damit der Flügelrotor (15) an einer Zwischenstellung zwischen einer maximalen Phasenvoreilungsstellung und einer maximalen Phasennacheilungsstellung gehalten werden kann und durch einen darin zugeführten Arbeitsfluiddruck entsperrt wird, mit einem Phasenvoreilungsdurchgang (19), der mit der Phasenvoreilungskammer (12) verbunden ist, mit einem Phasennacheilungsdurchgang (18), der mit der Phasennacheilungskammer (11) verbunden ist, und mit einem Sperrdurchgang (28), der zur Arbeitsfluiddruck-Zufuhr und -Abfuhr für den Sperrmechanismus (4) vorgesehen ist, umfassend: eine elektronische Steuereinheit (34) zum Steuern eines Umschaltens zwischen einer ersten Stellung, einer zweiten Stellung, einer dritten Stellung und einer vierten Stellung durch Verändern eines Erregungsgrads eines elektrisch betätigten Ventilelements (52) des Steuerventils (21), wobei die erste Stellung eine Stellung ist, bei der ein Abflussdurchgang (20a) einer Pumpe (20), die vom Motor angetrieben wird, sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Phasennacheilungsdurchgang (18) verbunden ist und der Sperrdurchgang (28) gleichzeitig mit einem Ablasskanal (22) verbunden ist, die zweite Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Phasennacheilungsdurchgang (18) gleichzeitig mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, die dritte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) sowohl mit dem Phasennacheilungsdurchgang (18) als auch dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Phasenvoreilungsdurchgang (19) gleichzeitig mit dem Ablasskanal (22) verbunden ist, und die vierte Stellung eine Stellung ist, bei der der Abflussdurchgang (20a) mit dem Sperrdurchgang (28) verbunden ist und der Abflussdurchgang (20a) gleichzeitig sowohl mit dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) als auch dem Phasennacheilungsdurchgang (18) durch eine Strömungsdurchgangsfläche verbunden ist, die kleiner als eine vorgegebene Strömungsdurchgangsfläche ist, die an der ersten Stellung erreicht wird, oder eine Fluidverbindung zwischen dem Abflussdurchgang (20a) und dem Phasenvoreilungsdurchgang (19) und dem Phasennacheilungsdurchgang (18) blockiert ist; wobei die Steuereinheit (34) das Steuerventil (21) während einer Startphase des Motors auf die erste Stellung umschaltet, die Steuereinheit (34) das Steuerventil (21) selektiv auf eine der zweiten und dritten Stellungen umschaltet, wenn das Ventiltiming des Motors verändert wird; und die Steuereinheit (34) das Steuerventil (21) auf die vierte Stellung umschaltet, wenn das Ventiltiming des Motors beibehalten wird.
  16. Steuergerät nach Anspruch 15, wobei: das Steuerventil (21) ferner auf eine fünfte Stellung umschaltbar ist, bei der der Phasenvoreilungsdurchgang (19), der Phasennacheilungsdurchgang (18) und der Sperrdurchgang (28) sämtlich mit dem Ablasskanal (22) in Verbindung stehen; die Steuereinheit (34) das Steuerventil (21) auf die fünfte Stellung umschaltet, wenn ein Zustand andauert, bei dem ein Befehlswert für eine Ventiltiming-Steuerung von einem momentan erfassten Ventiltiming-Wert abweicht.
  17. Steuergerät nach Anspruch 16, wobei: das Steuerventil (21) umfasst: einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Ventilkörper (51) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (55a–55b, 56a–56b, 57, 58, 59a–59b), die derart ausgebildet sind, dass sie Innen- und Außenumfänge des Ventilkörpers (51) durchdringen; einen axial verschiebbaren Steuerschieber (52), der im Ventilkörper (51) installiert ist und eine Mehrzahl von Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b), um eine Öffnungsfläche von jedem der Anschlüsse abhängig von einer vorgegebenen Stellung des Steuerschiebers (52) zu verändern, der relativ zum Ventilkörper (51) axial verschoben ist und eine Mehrzahl von ringförmigen Nuten (65a–65c, 64a–64c) aufweist, die zwischen den Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b) festgelegt sind; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Steuerschiebers (52) in eine von zwei axialen Richtungen; und einen Elektromagnet (54) zum Bewegen des Steuerschiebers (52) in die entgegengesetzte Axialrichtung durch Erregen des Elektromagneten (54), wobei die fünfte Stellung eine elektrisch betätigte Stellung ist, die einer maximalen Verschiebung des Steuerschiebers (52) entspricht, der durch Erregen der Magnetspule (54) in die entgegengesetzte Axialrichtung verschoben wurde.
  18. Steuergerät nach Anspruch 17, wobei: das Steuerventil (21) ferner auf eine sechste Stellung umschaltbar ist, bei der der Phasenvoreilungsdurchgang (19), der Phasennacheilungsdurchgang (18) und der Sperrdurchgang kam auf 28) sämtlich mit dem Abflussdurchgang (20a) in Verbindung stehen; die Steuereinheit (34) das Steuerventil (21) auf die sechste Stellung umschaltet, nachdem eine Initialzündung des Motors während der Startphase des Motors, aber vor einer Ausgabe des Befehlswerts für die Ventiltiming-Steuerung erfolgt ist.
  19. Steuergerät nach Anspruch 18, wobei: das Steuerventil (21) umfasst: einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Ventilkörper (51) mit einer Mehrzahl von Anschlüssen (55a–55b, 56a–56b, 57, 58, 59a–59b), die derart ausgebildet sind, dass sie Innen- und Außenumfänge des Ventilkörpers (51) durchdringen; einen axial verschiebbaren Steuerschieber (52), der im Ventilkörper (51) installiert ist und eine Mehrzahl von Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b), um eine Öffnungsfläche von jedem der Anschlüsse abhängig von einer vorgegebenen Stellung des Steuerschiebers (52) zu verändern, der relativ zum Ventilkörper (51) axial verschoben ist und eine Mehrzahl von ringförmigen Nuten (65a–65c, 64a–64c) aufweist, die zwischen den Stegbereichen (63a–63e, 62a–62b) festgelegt sind; ein Vorspannelement zum Vorspannen des Steuerschiebers (52) in eine von zwei axialen Richtungen; und einen Elektromagnet (54) zum Bewegen des Steuerschiebers (52) in die entgegengesetzte Axialrichtung durch Erregen des Elektromagneten (54), wobei die sechste Stellung eine elektrisch betätigte Stellung ist, auf die das Steuerventil (21) durch Erregen der Magnetspule (54) mit einer gegenüber den zweiten, dritten und vierten Stellungen kleineren elektrischen Strommenge umschaltbar ist, die durch das Magnetventil (54) fließt.
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