DE102012200801A1

DE102012200801A1 - Ventiltaktsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102012200801A1
Application number: DE201210200801
Authority: DE
Inventors: Futoshi Kawamura
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2032-01-21
Also published as: JP2012149598A; DE102012200801B4; US20120186545A1; US9121312B2; JP5747520B2

Abstract

Ein Antriebsabschnitt (90) ist konfiguriert, zu bewirken, dass eine Antriebskraft einen Schieber (70) in einer ersten Richtung (Dg) bewegt, und eine Vorspanneinheit (80) ist konfiguriert, zu bewirken, dass eine Vorspannkraft den Schieber (70) in einer zweiten Richtung (Dr) in einer Achsenrichtung vorspannt. Ein Teil eines Verriegelungsbereichs (RI) ist als ein Drosselbereich (RIs) definiert, an dem eine Strömungsmenge eines Arbeitsfluids, die von einem Zuführanschluss (664) zu einem Einlassanschluss (661, 662) strömt, gedrosselt wird. Der Drosselbereich ist derart eingestellt, dass er sich an einer Bewegungsendposition des Schiebers in der zwgt, wenn die Antriebskraft nicht auf den Schieber aufgebracht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventiltaktsteuervorrichtung bzw. Ventilzeitverhaltensteuervorrichtung zum Steuern eines Ventiltakts bzw. Ventilzeitverhaltens eines Ventils, das durch eine Nockenwelle entsprechend einem Drehmoment, das von einer Kurbelwelle in einem Verbrennungsmotor übertragen wird, geöffnet und geschlossen wird, indem ein von einer Zuführquelle zugeführtes Arbeitsfluid verwendet wird.
Herkömmlich beinhaltet eine bekannte Ventiltaktsteuervorrichtung ein Gehäuse, das durch Drehung einer Kurbelwelle drehbar ist, und einen Flügelrotor, der durch Drehung einer Nockenwelle drehbar ist. Die JP-A-2010-285918 ( US 2010/0313835 A1 ) beschreibt eine Ventiltaktsteuervorrichtung, in der eine Drehphase eines Flügelrotors in Richtung Voreilseite oder Verzögerungsseite in Bezug auf ein Gehäuse geändert wird, indem ein Arbeitsfluid einer Voreilkammer oder einer Verzögerungskammer zugeführt wird, die in einer Drehrichtung durch den Flügelrotor in dem Gehäuse voneinander getrennt sind.
Die Drehphase wird durch einen Verriegelungsabschnitt verriegelt, wenn das Arbeitsfluid aus einer Verriegelungskammer abgegeben wird, und wird durch den Verriegelungsabschnitt entriegelt, wenn das Arbeitsfluid der Verriegelungskammer zugeführt wird. Das Arbeitsfluid, das aus der Verriegelungskammer abgegeben oder ihr zugeführt wird, wird mit dem gleichen Takt wie die Abgabe oder Zuführung des Arbeitsfluids aus der oder in die Voreil-/Verzögerungskammer durch ein Steuerventil mittels einer hin- und hergehenden Bewegung eines Schiebers in einer Achsenrichtung gesteuert.
Der Schieber wird basierend auf einem Gleichgewicht zwischen einer Antriebskraft eines Elektromagneten und einer Vorspannkraft einer Feder bewegt. Ein Bewegungsbereich des Schiebers ist eingestellt, einen variablen Bereich und einen Verriegelungsbereich aufzuweisen. Wenn die Antriebskraft definiert ist, in einer ersten Richtung aufgebracht zu werden, wird die Vorspannkraft in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung in der Achsenrichtung aufgebracht.
In dem variablen Bereich sind ein Verriegelungsaktivierungsanschluss, der mit der Verriegelungskammer in Verbindung steht, und ein Einlassanschluss, durch den das Arbeitsfluid der Voreilkammer zugeführt wird, mit einem Zuführanschluss verbunden, dem das Arbeitsfluid von der Zuführquelle zugeführt wird. In diesem Fall wird die Drehphase, die nicht verriegelt ist, in die Voreilseite geändert.
In dem Verriegelungsbereich ist der Einlassanschluss mit dem Zuführanschluss verbunden und der Verriegelungsaktivierungsanschluss ist mit einem Auslassanschluss verbunden, aus dem das Arbeitsfluid abgeführt wird. In diesem Fall ist die Drehphase in einem derartigen Zustand verriegelt, dass die Voreilkammer mit dem Arbeitsfluid gefüllt ist. Wenn der Schieber von dem Verriegelungsbereich zu dem variablen Bereich bewegt wird, kann das Arbeitsfluid der Voreilkammer zugeführt werden, die bereits mit dem Arbeitsfluid gefüllt ist, so dass die Drehphase rasch in die Voreilseite geändert werden kann.
Ferner ist ein Teil des Verriegelungsbereichs als ein Drosselbereich eingestellt, bei dem eine Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Zuführanschluss zu dem Einlassanschluss verringert wird. In einem Fall, bei dem der Schieber von dem variablen Bereich zu dem Drosselbereich bewegt wird, wird die Arbeitsfluidmenge, die der Voreilkammer von dem Einlassanschluss zugeführt wurde, verringert, so dass die voreilseitige Veränderungsmenge der Drehphase verringert werden kann. Somit kann der Flügelrotor einfach in eine vorbestimmte Phase verriegelt werden.
Wenn jedoch die Antriebskraft auf den Schieber nicht aufgebracht wird, erreicht der Schieber eine Endposition eines Bewegungsbereichs in der zweiten Richtung. Zu einem Ausfallzeitpunkt, bei dem die Antriebskraft nicht auf den Schieber aufgebracht wird, erreicht der Schieber die Bewegungsendposition in der zweiten Richtung. Zu diesem Zeitpunkt wird die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Zuführanschluss zu dem Einlassanschluss verglichen mit dem Fall des Drosselbereichs erhöht, da der Drosselbereich derart positioniert ist, dass eine Trennung von der Endposition des Schiebers in der ersten Richtung vorliegt. Das heißt, dass zum Ausfallzeitpunkt die Menge des der Voreilkammer zugeführten Arbeitsfluids und die voreilseitige Veränderungsmenge der Drehphase erhöht sind, so dass es schwierig wird, den Flügelrotor in die vorbestimmte Phase zu verriegeln. Falls die Drehphase nicht zum Ausfallzeitpunkt verriegelt werden kann, kann der Motor einen Ausfall aufweisen, wie z. B. Klopfen, Aussetzen oder Aktivierungsfehler.
Angesichts der vorstehenden und anderer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ausfallsichere, Ventiltaktsteuervorrichtung mit einem Hochgeschwindigkeits-Ansprechvermögen zu erzeugen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ventiltaktsteuervorrichtung zum Steuern eines Ventiltakts eines Ventils vorgesehen, das konfiguriert ist, durch eine Nockenwelle entsprechend einem Drehmoment, das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors übertragen wird, geöffnet und geschlossen zu werden, indem ein Arbeitsfluid verwendet wird, das von einer Zuführquelle zugeführt wird, die ein Gehäuse, einen Flügelrotor, einen Verriegelungsabschnitt, ein Steuerventil, einen Antriebsabschnitt und eine Vorspanneinheit umfasst. Das Gehäuse ist mit der Kurbelwelle drehbar. Der Flügelrotor ist mit der Nockenwelle drehbar und unterteilt ein Inneres des Gehäuses in eine Voreilkammer und eine Verzögerungskammer in einer Drehrichtung. Der Flügelrotor ist konfiguriert, eine Drehphase in Bezug auf das Gehäuse zu einer Voreilseite oder einer Verzögerungsseite entsprechend zu ändern, wenn das Arbeitsfluid der Voreilkammer oder der Verzögerungskammer zugeführt wird. Der Verriegelungsabschnitt besitzt eine Verriegelungskammer und ist konfiguriert, den Flügelrotor in Bezug auf das Gehäuse zu verriegeln, wenn das Arbeitsfluid von der Verriegelungskammer abgegeben wird. Der Verriegelungsabschnitt ist konfiguriert, die Verriegelung freizugeben, wenn das Arbeitsfluid der Verriegelungskammer zugeführt wird. Das Steuerventil steuert einen Strom des Arbeitsfluids in Bezug auf die Voreilkammer, die Verzögerungskammer und die Verriegelungskammer mittels eines Schiebers, der in entgegengesetzte Richtungen einschließlich einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung linear beweglich ist. Der Antriebsabschnitt ist konfiguriert, zu bewirken, dass eine Antriebskraft den Schieber in die erste Richtung basierend auf einem Steuersignal bewegt, und die Vorspanneinheit ist konfiguriert, zu bewirken, dass eine Vorspannkraft den Schieber in die zweite Richtung vorspannt, wenn eine elastische Verformung auftritt. Das Steuerventil besitzt einen Einlassanschluss, der das Arbeitsfluid einer aus der Voreilkammer und der Verzögerungskammer zuführt; einen Verriegelungsaktivierungsanschluss, der mit der Verriegelungskammer in Verbindung steht; einen Zuführanschluss, der das Arbeitsfluid von der Zuführquelle erhält; und einen Auslassanschluss, der das Arbeitsfluid abgibt. Der Schieber wird zwischen einem variablen Bereich und einem Verriegelungsbereich bewegt. Die Drehphase wird entriegelt und geändert, indem der Einlassanschluss und der Verriegelungsaktivierungsanschluss mit dem Zuführanschluss in dem variablen Bereich verbunden werden. Die Drehphase wird verriegelt, indem der Einlassanschluss mit dem Zuführanschluss verbunden wird und der Verriegelungsaktivierungsanschluss mit dem Auslassanschluss in dem Verriegelungsbereich verbunden wird. Ein Teil des Verriegelungsbereichs ist als ein Drosselbereich definiert, an dem eine Strömungsmenge des Arbeitsfluids, die von dem Zuführanschluss zu dem Einlassanschluss strömt, verringert wird. Der Drosselbereich ist derart eingestellt, dass er sich bei einer Bewegungsendposition des Schiebers in der zweiten Richtung befindet, zu der der Schieber gelangt, wenn die Antriebskraft nicht auf den Schieber aufgebracht wird.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher. In den Zeichnungen ist:
1 eine Schnittansicht, die eine Ventiltaktsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 aufgenommen ist;
3 eine grafische Darstellung, die ein schwankendes Drehmoment zeigt, das auf die Ventiltaktsteuervorrichtung aufgebracht wird;
4 eine schematische Ansicht, die ein Steuerventil der Ventiltaktsteuervorrichtung in einem Betriebszustand zeigt;
5 eine schematische Ansicht, die das Steuerventil in einem Betriebszustand zeigt, der sich von 4 unterscheidet;
6 eine schematische Ansicht, die das Steuerventil in einem Betriebszustand zeigt, der sich von 4 unterscheidet;
7 eine schematische Ansicht, die das Steuerventil in einem Betriebszustand zeigt, der sich von 4 unterscheidet;
8 eine schematische Ansicht, die das Steuerventil in einem Betriebszustand zeigt, der sich von 4 unterscheidet; und
9 eine grafische Darstellung, die Charakteristika des Steuerventils zeigt.
Ausführungsform
1 zeigt ein Beispiel einer Ventiltaktsteuervorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, die bei einem Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs angewendet wird. 1 ist eine Ansicht, die entlang der Linie I-I in 2 aufgenommen wurde. Die Ventiltaktsteuervorrichtung 1 steuert einen Ventiltakt eines Einlassventils, indem ein Arbeitsfluid verwendet wird.
Grundlegende Konstruktion Die Ventiltaktsteuervorrichtung 1 beinhaltet einen Betätigungsabschnitt 10 und einen Steuerabschnitt 40. Der Betätigungsabschnitt 10 ist für ein Getriebesystem vorgesehen, das ein Motordrehmoment von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) zu einer Nockenwelle 2 überträgt, und durch das Arbeitsfluid angetrieben wird. Der Steuerabschnitt 40 steuert die Zuführung des Arbeitsfluids zu dem Betätigungsabschnitt 10.
Betätigungsabschnitt
In dem Betätigungsabschnitt 10 besitzt ein Gehäuse 11 ein Gleitstückgehäuse 12 und eine Rückplatte 13 und eine Vorderplatte 15 sind jeweils mit Enden des Gehäuses 12 in der Achsenrichtung gekoppelt. Das Gleitstückgehäuse 12 beinhaltet einen rohrförmigen Gehäusekörper 120 und mehrere Gleitstücke 121, 122, 123. Die Gleitstücke 121, 122, 123 fungieren als Trennteile. Die Gleitstücke 121, 122, 123 ragen zu der radial inneren Seite von Abschnitten des Gehäusekörpers 120. Die Abschnitte der Gleitstücke 121, 122, 123 sind mit einem vorgeschriebenen Abstand in einer Drehrichtung des Gehäusekörpers 120 beabstandet. Die Gleitstücke 121, 122, 123, die in der Drehrichtung benachbart zueinander sind, bilden eine Aufnahmekammer 20 dazwischen.
Die Rückplatte 13 beinhaltet ein Kettenrad 134, das mit der Kurbelwelle über eine Steuerkette (nicht gezeigt) verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Struktur wird ein Motordrehmoment von der Kurbelwelle des Kettenrades 134 während eines Betriebes des Verbrennungsmotors übertragen. Dadurch dreht sich das Gehäuse 11 im Uhrzeigersinn von 2 mit der Drehung der Kurbelwelle.
Der Flügelrotor 14 ist koaxial im Gehäuse 11 untergebracht und ist mit der Rückplatte 13 und der Vorderplatte 15 an beiden Seiten in der Achsenrichtung gleitfähig in Kontakt. Der Flügelrotor 14 beinhaltet eine rohrförmige Drehachse 140 und Flügel 141, 142, 143. Die Drehachse 140 ist an der Nockenwelle 2 koaxial befestigt. In der vorliegenden Struktur ist der Flügelrotor 14 im Uhrzeigersinn von 2 mit der Drehung der Kurbelwelle 2 drehbar. Außerdem ist der Flügelrotor 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 drehbar.
Die Drehachse 140 beinhaltet einen Hauptkörper 140a, einen Vorsprung 140b und eine Buchse 140c. Beide Enden des axialen Hauptkörpers 140a sind am Vorsprung 140b und an der Buchse 140c befestigt. Der Vorsprung 140b erstreckt sich durch die Rückplatte 13 in der Achsenrichtung. Der Vorsprung 140b ist an der Nockenwelle 2 außerhalb des Gehäuses 11 befestigt. Die Buchse 140c erstreckt sich durch die Vorderplatte 15 in der Achsenrichtung. Die Buchse 140c öffnet sich zu der Außenseite des Gehäuses 11.
Die Flügel 141, 142, 143 ragen radial von Abschnitten des axialen Hauptkörpers 140a der Drehachse 140 heraus. Die Abschnitte des axialen Hauptkörpers 140a sind mit einem vorbestimmten Abstand in der Drehrichtung beabstandet. Die Flügel 141, 142, 143 sind jeweils in entsprechenden Aufnahmekammern 20 untergebracht.
Die Flügel 141, 142, 143 unterteilen jeweils die Aufnahmekammern 20 entsprechend unter Bildung von Voreilkammern 22, 23, 24 und Verzögerungskammern 26, 27, 28 im Gehäuse 11. Eine Voreilkammer 22 ist zwischen dem Gleitstück 121 und dem Flügel 141 ausgebildet. Eine Voreilkammer 23 ist zwischen dem Gleitstück 122 und dem Flügel 142 ausgebildet. Eine Voreilkammer 24 ist zwischen dem Gleitstück 123 und dem Flügel 143 ausgebildet. Eine Verzögerungskammer 26 ist zwischen dem Gleitstück 122 und dem Flügel 141 ausgebildet. Eine Verzögerungskammer 27 ist zwischen dem Gleitstück 123 und dem Flügel 142 ausgebildet. Eine Verzögerungskammer 28 ist zwischen dem Gleitstück 121 und dem Flügel 143 ausgebildet.
Der Flügel 141 nimmt ein Verriegelungselement 16 auf, das sich in ein Verriegelungsloch 152 der Vorderplatte 15 einpassen muss, damit die Drehphase des Flügelrotors 14 in Bezug auf das Gehäuse 11 verriegelt wird. Ferner besitzt der Flügel 141 eine Verriegelungskammer 17, der das Arbeitsfluid, wie z. B. Öl, zur Entriegelung der Drehphase zugeführt wird, indem das Verriegelungsteil 16 von dem Verriegelungsloch 152 getrennt wird.
In einem Zustand, in dem die Drehphase durch das Verriegelungsteil 16 entriegelt wird, falls Arbeitsfluid der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt und von der Verzögerungskammer 26, 27, 28 abgegeben wird, ist die Drehphase vorgeeilt, so dass der Ventiltakt vorgeeilt ist. Im Gegensatz dazu, falls Arbeitsfluid der Verzögerungskammer 26, 27, 28 zugeführt und von der Voreilkammer 22, 23, 24 abgegeben wird, ist die Drehphase verzögert, so dass der Ventiltakt verzögert ist.
Ein Regelbereich ist für die Drehphase von einer vorbestimmten Phase zwischen der maximalen Verzögerungsphase und der maximalen Voreilphase zu der maximalen Voreilphase eingestellt, während die Drehphase zwischen der maximalen Voreilphase und der maximalen Verzögerungsphase geändert wird. Die Drehphase wird in dem Regelbereich geregelt, wenn der Motor aktiviert wird. Ferner ist eine mittlere Verriegelungsphase in dem Regelbereich eingestellt, um die geeignete Starteigenschaft sicherzustellen, und das Verriegelungselement 16 wird bei der mittleren Verriegelungsphase verriegelt. Somit kann zum Aktivierungszeitpunkt des Motors eine Luftmenge, die in einen Zylinder gezogen wurde, für die Aktivierung sichergestellt werden, da das Schließen des Einlassventils an einer Verzögerung gehindert ist.
Steuerabschnitt
Nachfolgend wird der Steuerabschnitt 40 detailliert beschrieben. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist in dem Steuerabschnitt 40 ein Voreilhauptkanal 41 entlang der Innenumfangsperipherie der Drehachse 140 ausgebildet. Voreilzweigkanäle 42, 43, 44 erstrecken sich durch die Drehachse 140. Die Voreilzweigkanäle 42, 43, 44 stehen jeweils mit den entsprechenden Voreilkammern 22, 23, 24 und einem gemeinsamen Voreilhauptkanal 41 in Verbindung.
Ein Verzögerungshauptkanal 45 ist durch eine ringförmige Nut definiert, die in der Innenumfangsperipherie der Drehachse 140 geöffnet ist. Die Verzögerungszweigkanäle 46, 47, 48 erstrecken sich durch die Drehachse 140 und stehen jeweils mit den entsprechenden Verzögerungskammern 26, 27, 28 und dem gemeinsamen Verzögerungshauptkanal 45 in Verbindung. Ein Verriegelungsaktivierungskanal 49 erstreckt sich durch die Drehachse 140 und steht mit der Verriegelungskammer 17 in Verbindung.
Der Hauptzuführkanal 50 erstreckt sich durch die Drehachse 140. Der Hauptzuführkanal 50 steht mit einer Pumpe 4, die als eine Zuführquelle dient, über einen Transportkanal 3 der Nockenwelle 2 in Verbindung. Die Pumpe 4 ist eine mechanische Pumpe, die durch die Kurbelwelle mit einem Antriebsbetrieb des Verbrennungsmotors angetrieben wird. Während des Motorbetriebs gibt die Pumpe 4 regelmäßig das Arbeitsfluid ab, das aus einer Ablaufwanne 5 aufgenommen wird. Der Transportkanal 3 ist von einem Schmierölkanal 6 abgezweigt, der mit einem Abgabeanschluss der Pumpe 4 in Verbindung steht, wodurch das von dem Kanal 6 abgegebene Arbeitsöl regelmäßig, wie das Arbeitsfluid, in Richtung des Hauptzuführkanals 50 während des Motorbetriebs zugeführt wird.
Ein Nebenzuführkanal 52 erstreckt sich durch die Drehachse 140 und ist von dem Hauptzuführkanal 50 abgezweigt. Der Kanal 52 erhält das von der Pumpe 4 zugeführte Arbeitsöl durch den Hauptzuführkanal 50.
Ein Hauptrückschlagventil 500 mit einem Ventilelement in einer Leitungsform ist an einem Abschnitt des Hauptzuführkanals 50 an der Seite der Pumpe 4 vom Verzweigungspunkt vorgesehen. Das Hauptrückschlagventil 500 beschränkt das Arbeitsfluid beim Strömen in die Pumpe 4 von dem Hauptzuführkanal 50.
Ein Nebenrückschlagventil 520 mit einem Ventilelement in einer Leitungsform ist in dem Nebenzuführkanal 52 vorgesehen. Das Nebenrückschlagventil 520 beschränkt das Arbeitsfluid beim Strömen in Richtung des Hauptkanals 50 in dem Nebenzuführkanal 52.
Ein Auslasssammelkanal 54 ist außerhalb des Betätigungsabschnitts 10 und der Nockenwelle 2 definiert. Der Kanal 54 ist gegenüber Atmosphärenluft ausgesetzt, wobei die Ablaufwanne 5 einem Ablaufsammler entspricht und das Arbeitsöl kann aus dem Kanal 54 in die Wanne 5 abgegeben werden.
Ein Steuerventil 60 ist ein Schieberventil zur hin- und hergehenden Bewegung eines Schiebers 70 in einer Hülse 66 in der Achsenrichtung unter Verwendung einer elastischen Vorspannkraft, die von einem Vorspannelement 80 erzeugt wird, und einer Antriebskraft, die durch Bestromen eines Elektromagneten 90 erzeugt wird. Das Steuerventil 60 besitzt einen Voreilanschluss 661, einen Verzögerungsanschluss 662, einen Verriegelungsaktivierungsanschluss 663, einen Hauptzuführanschluss 664, einen Nebenzuführanschluss 665 und einen Auslassanschluss 666.
Der Voreilanschluss 661 steht mit dem Voreilhauptkanal 41 in Verbindung. Der Verzögerungsanschluss 662 steht mit dem Verzögerungshauptkanal 45 in Verbindung. Der Verriegelungsanschluss 663 steht mit dem Verriegelungsaktivierungskanal 49 in Verbindung.
Der Hauptzuführanschluss 664 steht mit dem Hauptzuführkanal 50 in Verbindung. Der Nebenzuführanschluss 665 steht mit dem Nebenzuführkanal 52 in Verbindung. Das Paar des Auslassanschlusses 666 steht mit dem Auslasssammelkanal 54 in Verbindung. Das Steuerventil 60 schaltet den Verbindungszustand zwischen den Anschlüssen 661, 662, 663, 664, 665, 666 basierend auf einer Veränderung der Position des Schiebers 70.
Eine Steuerschaltung 96 ist eine elektronische Steuervorrichtung mit beispielsweise einem Mikrocomputer und dergleichen. Die Steuerschaltung 96 ist mit dem Magneten 90 und Vorrichtungen (nicht gezeigt) des Motors elektrisch verbunden. Die Steuerschaltung 96 steuert die Bestromung des Magneten 90 basierend auf einem Programm, das in einem internen Speicher gespeichert ist. Außerdem steuert die Steuerschaltung 96 einen Antriebsbetrieb des Verbrennungsmotors.
Schwankendes Drehmoment
Während eines Betriebs des Verbrennungsmotors wird ein schwankendes Drehmoment im Betätigungsabschnitt 10 durch eine Federgegenkraft vom Einlassventil verursacht, das durch die Nockenwelle 2 und dergleichen geöffnet und geschlossen wird, und ein solches schwankendes Drehmoment wirkt auf den Flügelrotor 14. Wie es in 3 beispielhaft dargestellt ist, wechselt das schwankende Drehmoment zwischen einem negativen Drehmoment, das auf den Flügelrotor 14 zu der Voreilseite in Bezug auf das Gehäuse 11 wirkt, und einem positiven Drehmoment, das auf den Flügelrotor 14 zu der Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 wirkt. In der vorliegenden Ausführungsform ist insbesondere ein Spitzendrehmoment T+ des schwankenden Drehmoments an der positiven Seite größer als ein Spitzendrehmoment T– des schwankenden Drehmoments an der negativen Seite aufgrund der Reibung zwischen der Nockenwelle 2 und einem Lager und dergleichen. Somit wird ein mittleres Drehmoment Tave des Spitzendrehmoments T+ und des Spitzendrehmoments T– zu der positiven Seite vorgespannt. Daher wird während eines Betriebs eines Verbrennungsmotors der Flügelrotor 14 zu der Verzögerungsseite in Bezug auf das Gehäuse 11 im Mittel vorgespannt, indem ein schwankendes Drehmoment aufgebracht wird, das von der Nockenwelle 2 übertragen wird.
Vorspannstruktur des Flügelrotors
Ein erster Stift 150 ist in der Vorderplatte 15 bereitgestellt und besitzt eine säulenförmige Struktur, die von der Platte 15 aus dem Gehäuse 11 nach außen ragt. Der Stift 150 erstreckt sich etwa parallel mit dem Drehmittelpunkt O des Betätigungsabschnitts 10 und eine mittlere Position des Stiftes 150 weicht von dem Drehmittelpunkt O ab.
Ein Arm 140d und ein zweiter Stift 140e sind in der Buchse 140c bereitgestellt, die über die Vorderplatte 15 ragt. Der Arm 140d besitzt eine Plattenform, die etwa parallel mit der Vorderplatte 15 ist. Der zweite Stift 140e besitzt eine Säulenform, die von dem Arm 140d in Richtung der Vorderplatte 15 ragt. Der Stift 140e erstreckt sich etwa parallel mit dem Drehmittelpunkt O des Betätigungsabschnitts 10 und eine mittlere Position des Stiftes 140e weicht von dem Drehmittelpunkt O ab. Der Stift 140e ist derart positioniert, dass ein Abstand zwischen dem Stift 140e und dem Drehmittelpunkt O einem Abstand zwischen dem Stift 150 und dem Drehmittelpunkt O etwa gleicht. Ferner ist der Stift 140e von einer Drehbahn des Stiftes 150 in der Achsenrichtung des Betätigungsabschnitts 10 beabstandet positioniert.
In der Drehachse 140 ist eine metallische Hilfsfeder 18 an der Außenumfangsperipherie der Buchse 140c vorgesehen. Die Feder 18 ist in einer Wirbelform innerhalb einer Ebene ausgebildet und besitzt ein Wirbelzentrum, das zu dem Drehmittelpunkt O der Drehachse 140 ausgerichtet ist, und befindet sich zwischen der Vorderplatte 15 und dem Arm 140d. Ein inneres Umfangsende der Feder 18 ist um einen Außenumfang der Buchse 140c gewickelt, um einen verschränkten Abschnitt 180 zu bilden. Ein äußeres Umfangsende der Feder 18 ist U-förmig gebogen, um einen Zurückhalteabschnitt 181 zu bilden. Der Zurückhalteabschnitt 181 wird von dem ersten Stift 150 oder dem zweiten Stift 140e entsprechend der Drehphase zurückgehalten.
In einem Zustand, in dem die Drehphase in die Verzögerungsseite als die mittlere Verriegelungsphase geändert wird, wird der Zurückhalteabschnitt 181 der Feder 18 durch den ersten Stift 150 des Gehäuses 11 zurückgehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird der zweite Stift 140e des Flügelrotors 14 von dem Zurückhalteabschnitt 181 getrennt, so dass der Flügelrotor 14 eine Rückstellkraft erhält, die erzeugt wird, wenn die Hilfsfeder 18 die verdrehte elastische Verformung aufweist. Somit wird der Flügelrotor 14 in Richtung der mittleren Verriegelungsphase an der Voreilseite vorgespannt. Zum Beispiel wird die Rückstellkraft der Feder 18, die den Flügelrotor 14 zu der Voreilseite vorspannt, derart eingestellt, dass sie größer wird als der Mittelwert des schwankenden Drehmoments, das an der Verzögerungsseite vorgespannt ist.
Im Gegensatz dazu wird, wenn die Drehphase in die Voreilseite als die mittlere Verriegelungsphase geändert wird, der Zurückhalteabschnitt 181 der Feder 18 durch den zweiten Stift 140e des Flügelrotors 14 zurückgehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird der erste Stift 150 des Gehäuses 11 von dem Zurückhalteabschnitt 181 getrennt, so dass die Vorspannung des Flügelrotors 14, die durch die Hilfsfeder 18 ausgeführt wird, eingeschränkt ist.
Verriegelungsstruktur der Drehphase
Nachfolgend wird ein Phasenverrieglungsabschnitt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, der die Drehphase verriegelt oder entriegelt. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, sind eine Regelaussparung 151 und eine Verriegelungsaussparung 152 an der Vorderplatte 15 ausgebildet. Die Regelaussparung 151 ist in der Innenfläche der Vorderplatte 15 geöffnet und erstreckt sich in Drehrichtung des Gehäuses 11. Beide Enden der Regelaussparung 151 sind geschlossen. Die Verriegelungsaussparung 152 ist ein Zylinderloch mit einem Boden parallel zu der Achse der Nockenwelle 2 und befindet sich an einer Bodenfläche eines voreilseitigen Endes der Regelaussparung 151 (4).
Der Flügel 141 besitzt ein Aufnahmeloch 141a, das das zylindrische Verriegelungselement 16 aufnimmt. Das Verriegelungselement 16 ist parallel mit dem Drehmittelpunkt O des Betätigungsabschnitts 10 untergebracht. Das Loch 141a ist der Regelaussparung 151 in der Achsenrichtung an dem Regelbereich der Drehphase entgegengesetzt. Ferner ist das Loch 141a der Verriegelungsaussparung 152 in der Achsenrichtung an der mittleren Verriegelungsphase entgegengesetzt.
Eine Verriegelungsfeder 19, die aus einer Metallspiralfeder hergestellt ist, ist koaxial in dem Loch 141a mit dem Verriegelungselement 16 untergebracht.
Die Feder 19 ist zwischen einer Halterung 141b, die an dem Flügel 141 fixiert ist, und dem Verriegelungselement 16 angeordnet, und weist eine elastische Druckverformung auf, wodurch eine Rückstellkraft erzeugt wird, die das Verriegelungselement 16 in Richtung der Vorderplatte 15 vorspannt. Ferner ist die Verriegelungskammer 17 entgegengesetzt von dem Loch 141a durch das Verriegelungselement 16 in der Achsenrichtung ausgebildet und befindet sich entgegengesetzt von der Verriegelungsfeder 19. Das Arbeitsöl wird der Verriegelungskammer 17 zugeführt und das Verriegelungselement 16 nimmt einen Druck des Arbeitsöls auf, so dass das Verriegelungselement 16 von der Vorderplatte 15 gegen die Rückstellkraft der Verriegelungsfeder 19 wegbewegt werden kann.
In einem Zustand, in dem das Verriegelungselement 16 von der Regelaussparung 151 und der Verriegelungsaussparung 152 getrennt ist, wenn das Arbeitsöl aus der Verriegelungskammer 17 abgegeben wird, wird das Verriegelungselement 16 in Richtung der Vorderplatte 15 bewegt und passt sich dieses in die Regelaussparung 151 ein. Dadurch erreicht die Drehphase, die in dem Regelbereich geregelt wird, die mittlere Verriegelungsphase, indem das schwankende Drehmoment und die Rückstellkraft der Feder 18 aufgenommen werden. Dann bewegt sich das Verriegelungselement 16 weiter in Richtung der Vorderplatte 15 und passt sich dieses in die Verriegelungsaussparung 152 ein. Somit wird die Drehphase in die mittlere Verriegelungsphase verriegelt, so dass die Änderung in dem Ventiltakt, die der Drehphase entspricht, in sicherer Weise eingeschränkt ist.
Im Gegensatz dazu wird in einem Zustand, in dem das Verriegelungselement 16 sich in die Verriegelungsaussparung 152 durch die Regelaussparung 151 einpasst, wenn das Arbeitsöl, das einen vorbestimmten Druck oder mehr besitzt, der Verriegelungskammer 17 zugeführt wird, das Verriegelungselement 16 von der Vorderplatte 15 wegbewegt, um von der Regelaussparung 151 und der Verriegelungsaussparung 152 getrennt zu sein. Dadurch werden die Regelung und Verriegelung der Drehphase freigegeben, so dass der Ventiltakt entsprechend der Drehphase flexibel gesteuert werden kann.
Detaillierte Struktur des Steuerventils
Die detaillierte Struktur des Steuerventils 60 wird beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, weist das Steuerventil 60 die zylindrische Metallhülse 66 auf, die koaxial mit der Nockenwelle 2 und dem Rotor 14 angeordnet ist. Die Hülse 66 besitzt einen festen Abschnitt 667 mit einem positiven Gewinde, der an der Nockenwelle 2 an einem ersten Ende befestigt ist, und einen Ringflansch 668 an einem zweiten Ende. Die Drehachse 140 des Rotors 14 ist zwischen der Nockenwelle 2 und dem Flansch 668 angeordnet. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Hülse 66 den Auslassanschluss 666, den Voreilanschluss 661, den Hauptzuführanschluss 664, den Verzögerungsanschluss 662, den Verriegelungsaktivierungsanschluss 663, den Nebenzuführanschluss 665 und den Auslassanschluss 666 in dieser Reihenfolge von dem zweiten Ende zu dem ersten Ende auf.
Der zylindrische Metallschieber 70 ist koaxial in der Hülse 66 untergebracht und wird verschiebbar durch einer innere Umfangsfläche der Hülse 66 getragen, so dass der Schieber 70 in einer ersten Richtung Dg und einer zweiten Richtung Dr in der Achsenrichtung hin- und hergeht. Wenn der Schieber 70 in die erste Richtung bewegt wird, wird der Schieber 70 von der Seite des Flansches 668 zu der Seite des festen Abschnitts 667 nach rechts bewegt. Wenn der Schieber 70 in die zweite Richtung bewegt wird, wird der Schieber 70 von der Seite des festen Abschnitts 667 zu der Seite des Flansches 668 nach links bewegt.
Der Schieber 70 besitzt eine Drossel 704 zum Drosseln der Strömungsmenge des Arbeitsöls zwischen dem Voreilanschluss 661 und dem Hauptzuführanschluss 664 an einer vorbestimmten Position. Alternativ dazu kann das Drosseln durchgeführt werden, indem der Außendurchmesser der äußeren Umfangsfläche der Drossel 704 kleiner als der Innendurchmesser der inneren Umfangsfläche der Hülse 66 gemacht wird, um einen Spielraum zwischen der äußeren Umfangsfläche der Drossel 704 und der inneren Umfangsfläche der Hülse 66 in der Radialrichtung zu bilden. Alternativ dazu werden die innere Umfangsfläche der Hülse 66 und die äußere Umfangsfläche der Drossel 704 durch das Anschlussstück verschiebbar bewegt, die nicht dargestellt ist, wodurch die Dichtungslänge der Gleitfläche in der Achsenrichtung verkürzt wird, um die Strömungsmenge des Arbeitsöls zu drosseln.
Der Schieber 70 besitzt einen Verbindungskanal 705, der sich in der Achsenrichtung an einer mittleren Position in der Radialrichtung erstreckt. Der Verbindungskanal 705 weist einen ersten Anschluss 705a an beiden Enden des Schiebers 70 in der Achsenrichtung auf. Der Anschluss 705a steht mit dem Auslassanschluss 666 in Verbindung, und zwar ungeachtet der Bewegungsposition des Schiebers 70.
Der Verbindungskanal 705 weist ferner einen zweiten Anschluss 705b auf, der sich in die Außenperipherie des Schiebers 70 öffnet. Der Verbindungskanal 705 kann mit einem aus dem Verzögerungsanschluss 662 und dem Verriegelungsanschluss 663 durch den zweiten Anschluss 705b entsprechend der Bewegungsposition des Schiebers 70 in Verbindung stehen.
Wenn der Schieber 70 in dem Verriegelungsbereich RI positioniert ist, wie in 4 und 5 gezeigt ist, wird der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 dem Kanal 6, 3, 50 zugeführt wurde, der Voreilkammer 22, 23, 24 durch den Anschluss 664, 661 und den Kanal 41, 42, 43, 44 zugeführt.
Ferner wird der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Auslassanschluss 666 durch den Kanal 705 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl der Verzögerungskammer 26, 27, 28 in die Ablaufwanne 5 stromabwärts des Kanals 54 durch den Kanal 46, 47, 48, 45 und den Anschluss 662, 666 abgegeben.
Außerdem wird der Verriegelungsaktivierungsanschluss 663 mit dem Auslassanschluss 666 durch den Kanal 705 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl der Verriegelungskammer 17 in die Ablaufwanne 5 stromabwärts des Kanals 54 durch den Kanal 49 und den Anschluss 663, 666 abgegeben.
Wie in 9 gezeigt ist, ist der Verriegelungsbereich RI in einen Drosselbereich RIs und einen Zunahmebereich RIi unterteilt. Spezifisch, wie in 4 gezeigt ist, ist der Drosselbereich RIs an einer Endposition des gesamten Bewegungsbereichs des Schiebers 70, der den Verriegelungsbereich RI einschließt, in der zweiten Richtung Dr eingestellt. In dem Drosselbereich RIs wird die Strömungsmenge des Arbeitsöls, die von dem Hauptzuführanschluss 664 der Voreilkammer 22, 23, 24 durch den Voreilanschluss 661 zugeführt wurde, durch die Drossel 704 verringert.
Im Gegensatz dazu, wie in 9 gezeigt ist, ist der Zunahmebereich RIi eingestellt, sich benachbart zu dem Drosselbereich RIs des Verriegelungsbereichs RI in der ersten Richtung Dg zu befinden. In dem Zunahmebereich RLi wird die Strömungsmenge des Arbeitsöls, die von dem Hauptzuführanschluss 664 der Voreilkammer 22, 23, 24 durch den Voreilanschluss 661 zugeführt wurde, allmählich erhöht, während sich der Schieber 70 von dem Drosselbereich RIs in der ersten Richtung Dg trennt. Der Zunahmebereich RIi ist größer als der Drosselbereich RIs.
Wenn der Schieber 70 sich von dem Verriegelungsbereich RI zu dem Voreilbereich Ra, wie in 9 gezeigt ist, in der ersten Richtung Dg bewegt, wird der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 zu dem Kanal 6, 3, 50 geführt wurde, der Voreilkammer 22, 23, 24 durch den Anschluss 664, 661 und den Kanal 41, 42, 43, 44 zugeführt.
Ferner wird der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Auslassanschluss 666 durch den Kanal 705 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl der Verzögerungskammer 26, 27, 28 in die Ablaufwanne 5 stromabwärts des Kanals 54 durch den Kanal 46, 47, 48, 45 und den Anschluss 662, 666 abgegeben.
Außerdem wird der Verriegelungsaktivierungsanschluss 663 mit dem Nebenzuführanschluss 665 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 zu dem Kanal 6, 3, 50, 52 geführt wurde, der Verriegelungskammer 17 durch den Anschluss 665, 663 und den Kanal 49 zugeführt.
Wenn sich der Schieber 70 von dem Voreilbereich Ra zu dem Haltebereich Rh, wie in 9 gezeigt ist, in der ersten Richtung Dg bewegt, werden der Voreilanschluss 661 und der Verzögerungsanschluss 662 von jedem anderen Anschluss getrennt. Zu diesem Zeitpunkt kann das Arbeitsöl in der Voreilkammer 22, 23, 24 und der Verzögerungskammer 26, 27, 28 gehalten werden.
Ferner wird der Verriegelungsaktivierungsanschluss 663 mit dem Nebenzuführanschluss 665 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 zu dem Kanal 6, 3, 50, 52 geführt wurde, der Verriegelungskammer 17 durch den Anschluss 665, 663 und den Kanal 49 zugeführt.
Wenn sich der Schieber 70 von dem Haltebereich Rh zu dem Verzögerungsbereich Rr, wie in 9 gezeigt ist, in der ersten Richtung Dg bewegt, wird der Voreilanschluss 661 mit dem Auslassanschluss 666 durch den Kanal 705 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl der Voreilkammer 22, 23, 24 in die Ablaufwanne 5 stromabwärts des Kanals 54 durch den Kanal 42, 43, 44, 41 und den Anschluss 661, 666 abgegeben.
Ferner wird der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Hauptzuführanschluss 664 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 zu dem Kanal 6, 3, 50 geführt wurde, der Verzögerungskammer 26, 27, 28 durch den Anschluss 664, 662 und den Kanal 45, 46, 47, 48 zugeführt.
Außerdem wird der Verriegelungsaktivierungsanschluss 663 mit dem Nebenzuführanschluss 665 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 zu dem Kanal 6, 3, 50, 52 geführt wurde, der Verriegelungskammer 17 durch den Anschluss 665, 663 und den Kanal 49 zugeführt.
Antriebsstruktur des Steuerventils
Bezugnehmend auf 1, ist der Steuerabschnitt 40 zum Antreiben des Steuerventils 60 mit dem elastischen Element 80, das einem Vorspannabschnitt entspricht, und dem Elektromagneten 90, der einem elektrischen Antriebsabschnitt entspricht, versehen.
Das elastische Element 80 ist aus einer Metallspiralfeder hergestellt, die koaxial in der Hülse 66 angeordnet ist. Das elastische Element 80 ist eine Vorspanneinheit, die konfiguriert ist, Rückfederung in Verbindung mit elastischer Kompression zu erzeugen, die zwischen dem festen Abschnitt 667 der Hülse 66 und dem Ende des Schiebers 70 benachbart zu dem festen Abschnitt 667 verursacht wird, um den Schieber 70 in die zweite Richtung Dr vorzuspannen (4).
Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet der Elektromagnet 90 eine Antriebswelle 91 aus Metall. Zum Beispiel ist der Elektromagnet 90 an einer Kettenabdeckung angebracht, die an einem Motorkopf des Verbrennungsmotors befestigt ist. Die Antriebswelle 91 ist stangenförmig ausgebildet und koaxial an der entgegengesetzten Seite des festen Abschnitts 667 des Schiebers 70 angeordnet. Die Antriebswelle 91 ist linear in der Achsenrichtung beweglich.
Ungeachtet der Bewegungsposition des Schiebers 70 ist die Antriebswelle 91 immer in Kontakt mit dem Ende des Schiebers 70, indem er sich in einen der Auslassanschlüsse 666 in der Hülse 66 bewegt, da die Welle 91 eine Rückstellkraft von einer Feder (nicht gezeigt) im Inneren des Elektromagneten 90 erfährt. Die Feder des Elektromagneten 90 wird mit einem Strom versorgt, der als ein ”Befehlswert” von der Steuerschaltung 96 gesteuert wird, so dass der Elektromagnet 90 eine Antriebskraft entsprechend dem Strom in einer Weise erzeugt, dass der Schieber 70 in der ersten Richtung Dg durch die Welle 91 angetrieben wird (4).
In dem vorliegenden Zustand bewegt sich der Schieber 70 zu einer Position, in der die Antriebskraft, die für die Welle 91 von dem Elektromagneten 90 hervorgerufen wurde, mit der Vorspannkraft des elastischen Elements 80 ausgeglichen wird. In der vorliegenden Struktur, wenn der Strom von der Steuerschaltung 96 zu Null wird, verschwindet die von dem Elektromagneten 90 erzeugte Antriebskraft. Zu diesem Zeitpunkt erreicht der Schieber 70, der die elastische Kraft von dem elastischen Element 80 in der zweiten Richtung Dr erhält, die Bewegungsendposition in der zweiten Richtung Dr. Deshalb wird zum Ausfallzeitpunkt, wenn der Elektromagnet 90 den Strom nicht erhalten kann, zusätzlich zu dem oben beschriebenen Fall, der Schieber 70 an einer vorbestimmten Position in dem Drosselbereich RIs positioniert, der an der Bewegungsendposition in der zweiten Richtung Dr eingestellt ist.
Betrieb der Ventiltaktsteuervorrichtung
Nachfolgend wird ein Betrieb der Ventiltaktsteuervorrichtung 1 im Detail beschrieben.
(I) Voreilbetrieb
Zum Beispiel steuert während des Motorbetriebs, falls sich die derzeitige Phase an der Verzögerungsseite von dem gestatteten Abweichungsbereich der Zielphase befindet, die Steuerschaltung 96 die Bestromung des Elektromagneten 90. Dadurch steuert die Steuerschaltung 96 den Schieber 70, sich zu dem Voreilbereich Ra zu bewegen, der in 6 gezeigt ist.
Folglich wird der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 verbunden und ein Arbeitsfluid wird von der Pumpe 4 jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt. Zusätzlich wird der Verzögerungsanschluss 662 mit dem Auslassanschluss 666 verbunden und ein Arbeitsfluid wird von jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 abgegeben. Ferner werden der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 17 durch den Kanal 49 verbunden ist, und der Nebenzuführanschluss 665, der mit der Pumpe 4 durch den Kanal 6, 3, 50, 52 verbunden ist, miteinander verbunden. Somit wird das Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 17 zugeführt.
Wie oben beschrieben wurde, wird das Arbeitsfluid jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt und von jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 in dem Zustand abgegeben, in dem die Verriegelung der Drehphase durch Zuführen eines Arbeitsfluids in die Verriegelungskammer 17 freigegeben wird. Daher kann der Ventiltakt rasch vorgeeilt werden.
(II) Haltebetrieb
Zum Beispiel steuert während des Motorbetriebs, falls sich die derzeitige Phase in dem gestatteten Abweichungsbereich der Zielphase befindet, die Steuerschaltung 96 die Bestromung des Elektromagneten 90. Dadurch steuert die Steuerschaltung 96 den Schieber 70, sich zu dem Haltebereich Rh zu bewegen, der in 7 gezeigt ist.
Folglich wird der Voreilanschluss 661, der mit jeder Voreilkammer 22, 23, 24 durch die Kanäle 41, 42, 43, 44 verbunden ist, von den anderen Anschlüssen blockiert. Daher wird die Zuführung eines Arbeitsfluids in jede Voreilkammer 22, 23, 24 angehalten und ein Arbeitsfluid wird in jeder Voreilkammer 22, 23, 24 angesammelt. Zusätzlich wird der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 durch die Kanäle 45, 46, 47, 48 verbunden ist, von den anderen Anschlüssen blockiert. Daher wird die Zuführung eines Arbeitsfluids in jede Verzögerungskammer 26, 27, 28 angehalten und ein Arbeitsfluid wird in jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 angesammelt. Außerdem werden in Verbindung mit dem Voreilbetrieb (I) der Verriegelungsanschluss 663 und der Nebenzuführanschluss 665 miteinander verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 17 zugeführt.
Wie oben beschrieben wurde, wenn der Schieber 70 sich in dem Haltebereich Rh befindet, wird ein Arbeitsfluid in jeder Voreilkammer 22, 23, 24 und jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 in dem Zustand gehalten, in dem die Verriegelung der Drehphase durch Zuführen eines Arbeitsfluids in die Verriegelungskammer 17 gelöst wird. Auf diese Weise kann der Ventiltakt in einem Veränderungsbereich der Drehphase gehalten werden, der von dem schwankenden Drehmoment beeinflusst wird.
(III) Verzögerungsbetrieb
Zum Beispiel steuert während des Motorbetriebs, falls sich die derzeitige Phase an der Voreilseite von dem gestatteten Abweichungsbereich der Zielphase befindet, die Steuerschaltung 96 die Bestromung des Elektromagneten 90. Dadurch steuert die Steuerschaltung 96 den Schieber 70, sich zu dem Verzögerungsbereich Rr zu bewegen, der in 8 gezeigt ist.
Folglich werden der Voreilanschluss 661, der mit jeder Voreilkammer 22, 23, 24 durch die Kanäle 41, 42, 43, 44 verbunden ist, und der Auslassanschluss 666, der mit dem Kanal 54 verbunden ist, durch den Kanal 705 miteinander verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder Voreilkammer 22, 23, 24 abgegeben.
Zusätzlich werden der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 durch die Kanäle 45, 46, 47, 48 verbunden ist, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe 4 verbunden ist, durch die Kanäle 45, 46, 47, 48 miteinander verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von der Pumpe 4 jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 zugeführt. Außerdem werden in Verbindung mit dem Voreilbetrieb (I) der Verriegelungsanschluss 663 und der Nebenzuführanschluss 665 miteinander verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 17 zugeführt.
Wie oben beschrieben wurde, wenn der Schieber 70 sich in dem Verzögerungsbereich Rr befindet, wird ein Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 17 zugeführt, um die Verriegelung der Drehphase zu lösen. Somit wird ein Arbeitsfluid jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 zugeführt und wird ein Arbeitsfluid von jeder Voreilkammer 22, 23, 24 in dem Zustand abgegeben, in dem die Verriegelung der Drehphase freigegeben wird. Daher kann der Ventiltakt rasch verzögert werden.
(IV) Verriegelungsbetrieb
Wenn der Motor sich in einem Leerlaufbetrieb befindet, ist der Druck des Arbeitsfluids niedrig. In einem solchen Zustand steuert die Steuerschaltung 96 die Bestromung des Elektromagneten 90 auf Null, wodurch der Schieber 70 zu dem Drosselbereich RIs des Verriegelungsbereichs RI bewegt wird.
Folglich werden der Voreilanschluss 661, der mit jeder Voreilkammer 22, 23, 24 durch die Kanäle 41, 42, 43, 44 verbunden ist, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe 4 durch die Kanäle 6, 3, 50 verbunden ist, miteinander verbunden. Somit wird ein durch die Drossel 704 gedrosseltes Arbeitsfluid jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt.
Zusätzlich werden der Verzögerungsanschluss 662, der mit jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 durch die Kanäle 45, 46, 47, 48 verbunden ist, und der Auslassanschluss 666, der mit dem Kanal 54 verbunden ist, durch den Kanal 705 miteinander verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 abgegeben.
Ferner wird der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 17 durch den Kanal 49 verbunden ist, weiterhin mit dem Auslassanschluss 666 durch den Kanal 705 verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid aus der Verriegelungskammer 17 abgegeben.
Entsprechend dem Verriegelungsbetrieb wird an dem Drosselbereich RIs des Verriegelungsbereichs RI die Zuführung der kleinen Arbeitsfluidmenge in die Voreilkammer 22, 23, 24 gesteuert und die Abgabe des Arbeitsfluids aus der Verzögerungskammer 26, 27, 28 und der Verriegelungskammer 17 wird gesteuert. Zu diesem Zeitpunkt werden die Drehkraft, die durch die Zuführung des Arbeitsfluids in die Voreilkammer 22, 23, 24 erzeugt wurde, und die Rückstellkraft der Feder 18 auf den Flügelrotor 14 in Richtung der Voreilseite aufgebracht. Ferner wird das schwankende Drehmoment von der Nockenwelle 2 in Richtung der Verzögerungsseite im Mittel aufgebracht.
Wenn die Drehphase den Regelbereich bei Aufbringen der Kräfte auf den Rotor 14 an der Voreil- und Verzögerungsseite erreicht, gelangt das Verriegelungselement 16 in das Loch 151, um die Drehphase in den Regelbereich zu verriegeln. Dadurch passt sich das Verriegelungselement 16 einfach in das Verriegelungsloch 152 bei der mittleren Verriegelungsphase in dem Regelbereich ein, so dass die Drehphase während des Motorbetriebs sicher verriegelt werden kann. Außerdem kann nach Verriegelung der Drehphase der Voreilbetrieb derart vorbereitet werden, dass er in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Voreilkammer 22, 23, 24 mit dem Arbeitsfluid gefüllt ist.
(V) Stoppbetrieb
Wenn die Drehung des Motors entsprechend einem Stoppsignal für den Motorschalter angehalten wird, zum Beispiel stoppt oder unterbricht die Steuerschaltung 96 die Stromversorgung für den Elektromagneten 90, so dass der Schieber 70 in den Drosselbereich RIs des Verriegelungsbereichs RI in 4 angetrieben wird. Folglich werden ähnlich zu (IV) der Voreilanschluss 661 und der Hauptzuführanschluss 664 miteinander verbunden. Somit wird ein durch die Drossel 704 gedrosseltes Arbeitsfluid jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt. Zusätzlich werden der Verzögerungsanschluss 662 und der Verriegelungsanschluss 663 mit dem Auslassanschluss 666 verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 abgegeben.
Entsprechend dem Stoppbetrieb gelangt ähnlich zu (IV), wenn die Drehphase den Regelbereich bei Aufbringung der Kräfte auf den Rotor 14 an der Voreil- und Verzögerungsseite erreicht, das Verriegelungselement 16 in das Loch 151, um die Drehphase in den Regelbereich zu verriegeln. Dadurch passt sich das Verriegelungselement 16 einfach in das Verriegelungsloch 152 an der mittleren Verriegelungsphase in dem Regelbereich ein, so dass die Drehphase sicher verriegelt werden kann, bevor die Drehung des Motors vollständig angehalten wird.
(VI) Startbetrieb
Wenn die Drehung des Motors entsprechend einem Aktivierungssignal für den Motorschalter gestartet wird, zum Beispiel steuert die Steuerschaltung 96 die Stromversorgung für den Elektromagneten 90, so dass der Schieber 70 in den Zunahmebereich RIi des Verriegelungsbereichs RI in 5 angetrieben wird. Folglich werden der Voreilanschluss 661, der mit der Voreilkammer 22, 23, 24 durch den Kanal 41, 42, 43, 44 verbunden ist, und der Hauptzuführanschluss 664, der mit der Pumpe 4 durch den Kanal 6, 3, 50 verbunden ist, miteinander verbunden. Somit wird die erhöhte Arbeitsfluidmenge jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt. Zusätzlich werden der Verzögerungsanschluss 662 und der Verriegelungsanschluss 663 mit dem Auslassanschluss 666 verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 und der Verriegelungskammer 17 abgegeben.
Entsprechend dem Startbetrieb wird in dem Zunahmebereich RIi des Verriegelungsbereichs RI das Arbeitsfluid gehalten, um von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 und der Verriegelungskammer 17 abgegeben zu werden, und die erhöhte Arbeitsfluidmenge wird jeder Voreilkammer 22, 23, 24 vergleichbar mit (IV) zugeführt. Das heißt, dass die Strömungsrate des Arbeitsfluids in dem Zunahmebereich RIi größer ist als die in dem Drosselbereich RIs. Somit wird in der Periode des Startbetriebs, während die mittlere Verriegelungsphase gehalten wird, die Voreilkammer 22, 23, 24 mit dem Arbeitsfluid gefüllt, um den Voreilbetrieb vorzubereiten.
Falls in dem Motor ein Ausfall bzw. ein Blockieren erzeugt wird, kann der Motor angehalten werden, bevor die Drehphase verriegelt wird. Selbst in dem Startbetrieb nach dem Blockieren kann bedingt durch den Zunahmebereich RIi, während das Arbeitsfluid gehalten wird, um von den Verzögerungskammern 26, 27, 28 und der Verriegelungskammer 17 abgegeben zu werden, das Arbeitsfluid jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Drehkraft, die durch die Zuführung des Arbeitsfluids in die Voreilkammer 22, 23, 24 erzeugt wurde, und die Rückstellkraft der Feder 18 auf den Flügelrotor 14 in Richtung der Voreilseite aufgebracht. Ferner wird das schwankende Drehmoment von der Nockenwelle 2 in Richtung der Verzögerungsseite im Mittel aufgebracht. Wenn die Drehphase den Regelbereich bei Aufbringung der Kräfte auf den Rotor 14 an der Voreil- und Verzögerungsseite erreicht, gelangt das Verriegelungselement 16 in das Loch 151, um die Drehphase in den Regelbereich zu verriegeln. Dadurch passt sich das Verriegelungselement 16 einfach in das Verriegelungsloch 152 an der mittleren Verriegelungsphase in dem Regelbereich ein, so dass die Drehphase während der Periode des Startbetriebs sicher verriegelt werden kann.
(VII) Ausfallsicherer Betrieb
Falls ein Ausfall während der Drehung des Motors erzeugt wird, zum Beispiel wird ein offener Kreis zwischen der Steuerschaltung 96 und dem Elektromagneten 90 erzeugt, wird der zu dem Elektromagneten 90 gelieferte Strom zu Null, so dass der Schieber 70 in den Drosselbereich RIs des Verriegelungsbereichs RI in 4 angetrieben wird, da die Antriebskraft des Elektromagneten 90 verschwindet. Folglich werden ähnlich zu (IV) der Voreilanschluss 661 und der Hauptzuführanschluss 664 miteinander verbunden. Somit wird ein durch die Drossel 704 gedrosseltes Arbeitsfluid jeder Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt. Zusätzlich werden der Verzögerungsanschluss 662 und der Verriegelungsanschluss 663 mit dem Auslassanschluss 666 verbunden. Somit wird ein Arbeitsfluid von jeder Verzögerungskammer 26, 27, 28 abgegeben.
Entsprechend dem ausfallsicheren Betrieb gelangt ähnlich zu (IV), wenn die Drehphase den Regelbereich bei Aufbringung der Kräfte auf den Rotor 14 an der Voreil- und Verzögerungsseite erreicht, das Verriegelungselement 16 in das Loch 151, um die Drehphase in dem Regelbereich zu verriegeln. Dadurch passt sich das Verriegelungselement 16 einfach in das Verriegelungsloch 152 an der mittleren Verriegelungsphase in dem Regelbereich ein, so dass die Drehphase sogar zu dem Ausfallzeitpunkt, wenn die Steuerung des Elektromagneten 90 durch die Schaltung 96 schwierig ist, sicher verriegelt werden kann.
Vorteile
In dem Voreilbereich Ra des Steuerventils 60 der Vorrichtung 1 werden der Verriegelungsanschluss 663, der mit der Verriegelungskammer 17 verbunden ist, und der Voreilanschluss 661, der mit der Voreilkammer 22, 23, 24 verbunden ist, jeweils mit dem Zuführanschluss 665, 664 verbunden, dem das Arbeitsfluid von der Pumpe 4 zugeführt wird. Wenn das Arbeitsfluid der Verriegelungskammer 17 zugeführt wurde, wird die Drehphase entriegelt und zu der Voreilseite geändert.
Im Gegensatz dazu wird in dem Verriegelungsbereich RI der Voreilanschluss 661 mit dem Hauptzuführanschluss 664 verbunden und der Verriegelungsanschluss 663 wird mit dem Auslassanschluss 666 verbunden, der das Arbeitsfluid abgibt. Die Drehphase kann von dem Arbeitsfluid, das aus der Verriegelungskammer 17 abgegeben wurde, in dem Zustand verriegelt werden, in dem die Voreilkammer 22, 23, 24 mit dem Arbeitsfluid gefüllt wird, das von dem Zuführanschluss 664 durch den Voreilanschluss 661 zugeführt wurde.
Wenn der Schieber 70 von dem Drosselbereich RIs oder dem Zunahmebereich RIi des Verriegelungsbereichs RI zu dem Voreilbereich Ra bewegt wird, wird das Arbeitsfluid der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt, die bereits in dem gefüllten Zustand ist. Daher kann die Drehphase rasch geändert werden, so dass der Ventiltakt rasch vorgeeilt werden kann.
Ferner ist ein Abschnitt des Verriegelungsbereichs RI als der Drosselbereich RIs eingestellt, der die Arbeitsfluidmenge drosselt, die von dem Hauptzuführanschluss 664 zu dem Voreilanschluss 661 strömt. Daher wird, wenn der Schieber 70 von dem Voreilbereich Ra zu dem Drosselbereich RIs bewegt wird, die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Voreilanschluss 661 zu der Voreilkammer 22, 23, 24 verringert, so dass das Veränderungsausmaß der Drehphase verringert werden kann. Somit kann die Drehphase einfach in der mittleren Verriegelungsphase verriegelt werden.
Zum Ausfallzeitpunkt, wenn der Elektromagnet 90 den Strom von der Steuerschaltung 96 nicht erhalten kann, erreicht der Schieber 70, der durch das elastische Element 80 in die zweite Richtung Dr vorgespannt ist, das Ende des Bewegungsbereichs des Schiebers 70 in der zweiten Richtung Dr. Gemäß der Ausführungsform ist der Drosselbereich RIs an dem Bewegungsende des Schiebers 70 in die zweite Richtung Dr eingestellt, so dass die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Zuführanschluss 664 zu dem Voreilanschluss 661 sicher gedrosselt werden kann, da der Schieber 70 durch den Ausfall zu dem Bewegungsende bewegt wurde. Somit wird sogar zum Ausfallzeitpunkt das Veränderungsausmaß der Drehphase an einer Zunahme gehindert, da die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Voreilanschluss 661 zu der Voreilkammer 22, 23, 24 verringert ist. Das heißt, dass die Drehphase einfach an der mittleren Verriegelungsphase verriegelt werden kann. Dementsprechend kann die ausfallsichere Eigenschaft zusätzlich zu dem hohen bzw. guten Voreilansprechvermögen des Ventiltakts erhöht werden.
Die Pumpe 4 wird durch die Drehung des Motors angetrieben, so dass der Druck des Arbeitsfluids, das von der Pumpe 4 zu dem Hauptzuführanschluss 664 des Steuerventils 60 geführt wurde, mit der Steigerung der Drehzahl des Motors hoch wird. Daher ist zum Ausfallzeitpunkt, bei dem der Schieber 70 das Bewegungsende in der zweiten Richtung Dr erreicht, die Drehphase schwierig zu verriegeln, da die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Voreilanschluss 661 zu der Voreilkammer 22, 23, 24 erhöht ist, falls die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Hauptzuführanschluss 664 zu dem Voreilanschluss 661 nicht gedrosselt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselbereich RIs an dem Bewegungsende des Schiebers 70 in der zweiten Richtung Dr eingestellt. Die Menge des Arbeitsfluids, die in den Voreilanschluss 661 strömt, wird zum Ausfallzeitpunkt sicher verringert und die Arbeitsfluidmenge, die der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt wird, ist verringert. Daher kann die Drehphase einfach verriegelt werden, so dass die hohe ausfallsichere Eigenschaft erzielt werden kann.
Ferner wird das Arbeitsöl, das von der Pumpe 4 strömt, in den Hauptzuführanschluss 664 als ein Schmieröl abgezweigt, das den Motor schmiert. Der Druck des abgezweigten Arbeitsöls erhöht sich, wenn die Umgebungstemperatur fällt, da die Viskosität zunimmt. Daher ist zum Ausfallzeitpunkt, bei dem der Schieber 70 das Bewegungsende in der zweiten Richtung Dr erreicht, die Drehphase schwierig zu verriegeln, da die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Voreilanschluss 661 zu der Voreilkammer 22, 23, 24 erhöht wird, falls die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Hauptzuführanschluss 664 zu dem Voreilanschluss 661 nicht gedrosselt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Drosselbereich RIs an dem Bewegungsende des Schiebers 70 in der zweiten Richtung Dr eingestellt. Die Menge des Arbeitsfluids, die in den Voreilanschluss 661 strömt, wird zum Ausfallzeitpunkt sicher verringert und die Arbeitsfluidmenge, die der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt wird, ist verringert. Daher kann die Drehphase einfach verriegelt werden, so dass die hohe ausfallsichere Eigenschaft erzielt werden kann.
In dem Verriegelungsbereich RI, während das Arbeitsfluid von dem Hauptzuführanschluss 664 der Voreilkammer 22, 23, 24 durch den Voreilanschluss 661 zugeführt wird, ist die Drehphase an der mittleren Verriegelungsphase, die zwischen der maximalen Voreilphase und der maximalen Verzögerungsphase definiert ist, durch das Arbeitsfluid verriegelt, das aus der Verriegelungskammer 17 abgegeben wurde. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehkraft auf den Rotor 14 an der Voreilseite durch das zugeführte Fluid gegen das schwankende Drehmoment aufgebracht, das von dem Rotor 14 aufgenommen wurde, der im Mittel zu der Verzögerungsseite vorgespannt ist, so dass die Drehphase in die mittlere Verriegelungsphase in dem Zustand verriegelt werden kann, in dem das Veränderungsausmaß der Drehphase eingeschränkt ist.
Ferner wird in dem Drosselbereich RIs, in den der Schieber 70 zum Ausfallzeitpunkt bewegt wird, die Menge des Arbeitsfluids, die der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt wird, verringert, so dass die Auswirkung der Einschränkung des Veränderungsausmaßes der Drehphase gesteigert wird. Daher kann die Drehphase einfach in der mittleren Verriegelungsphase verriegelt werden, so dass die hohe ausfallsichere Eigenschaft erzielt werden kann.
Die Steuerschaltung 96 stoppt die Stromversorgung für den Elektromagneten 90, wenn der Motor gedreht oder angehalten wird. Der Schieber 70 wird zu dem Drosselbereich RIs bewegt, der sich an dem Bewegungsende des Schiebers 70 in der zweiten Richtung Dr befindet, so dass die Arbeitsfluidmenge, die von dem Hauptzuführanschluss 664 zu dem Voreilanschluss 661 strömt, sicher verringert werden kann. Dadurch wird die Menge des Arbeitsfluids, die von dem Voreilanschluss 661 der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt wird, verringert, so dass das Veränderungsausmaß der Drehphase eingeschränkt werden kann. Die Drehphase kann einfach an der mittleren Verriegelungsphase in dem Drosselbereich RIs des Verriegelungsbereichs RI verriegelt werden.
Insbesondere wenn der Motor angehalten wird, kann die Drehphase einfach verriegelt werden, wodurch das Starten des Motors erzielt werden kann, indem der Motor von der mittleren Verriegelungsphase beim nächsten Startzeitpunkt angekurbelt bzw. angeworfen wird.
Wenn der Motor gestartet ist, wird die Bestromung des Elektromagneten 90 gesteuert. Wenn die Steuerschaltung 96 den Schieber 70 in den Zunahmebereich RIi antreibt, wird die Menge des Arbeitsfluids, die von dem Hauptzuführanschluss 664 zu dem Voreilanschluss 661 strömt, verglichen mit dem Fall des Drosselbereichs RIs erhöht. Daher kann zum Startzeitpunkt, während die Drehphase an der mittleren Verriegelungsphase verriegelt gehalten wird, die Menge des Arbeitsfluids, die von dem Voreilanschluss 661 der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführt wurde, erhöht werden.
Somit kann die Drehphase rasch geändert werden, indem der Schieber 70 in den Voreilbereich Ra von dem Zustand bewegt wird, in dem die Voreilkammer 22, 23, 24 mit dem Arbeitsfluid gefüllt ist, da die der Voreilkammer 22, 23, 24 zugeführte Arbeitsfluidmenge erhöht ist. Zum Beispiel kann das gute bzw. hohe Voreilansprechvermögen unmittelbar nach dem Starten erreicht werden.
Ferner befindet sich der für den Startzeitpunkt vorbereitete Zunahmebereich RIi benachbart zu dem für den Stoppzeitpunkt vorbereiteten Drosselbereich RIs in der ersten Richtung Dg. Daher kann ein Abstand, um den der Schieber 70 zwischen dem Drosselbereich RIs und dem Zunahmebereich RIi bewegt wird, verkürzt werden. Somit kann der Stromverbrauch des Elektromagneten 90, der zum Antreiben des Schiebers 70 von dem Drosselbereich RIs zu dem Zunahmebereich RIi erforderlich ist, eingeschränkt werden, so dass der Elektromagnet 90 betrieben werden kann, auch wenn die Spannung der am Fahrzeug befindlichen Batterie zum Startzeitpunkt niedrig ist.
Der Voreilanschluss 661 kann einem Zuführungsanschluss entsprechen und der Voreilbereich Ra kann einem veränderlichen Bereich entsprechen.
Andere Ausführungsform
Wie oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen eingeschränkt und kann diese auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden, solange von dem Kern davon nicht abgewichen wird.
Die Position des Voreilanschlusses 661 und die Position des Verzögerungsanschlusses 662 können in der Hülse 66 miteinander vertauscht sein. In diesem Fall kann der Verzögerungsanschluss 662 dem Zuführungsanschluss entsprechen und befindet sich der Verzögerungsbereich Rr benachbart zu dem Verriegelungsbereich RI in der ersten Richtung Dg, so dass der Verzögerungsbereich Rr dem veränderlichen Bereich entsprechen kann. Ferner kann das Steuerventil 60 in einem aus der Nockenwelle 2 und dem Flügelrotor 14 angeordnet sein oder kann dieses außerhalb der Nockenwelle 2 und des Flügelrotors 14 angeordnet sein.
Der Vorspannabschnitt kann aus einer Vielzahl von elastischen Elementen hergestellt sein, die sich von dem einzelnen elastischen Element 80 unterscheiden. Der elektrische Antriebsabschnitt kann ein Piezoaktuator oder Öldruckaktuator sein, der sich von dem Elektromagneten 90 unterscheidet. Die Steuerschaltung 96 kann den Schieber 70 zu dem Bewegungsende in der zweiten Richtung Dr bewegen, indem der zu dem Elektromagneten 90 gelieferte Strom derart gesteuert wird, dass er gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist. Die Steuerschaltung 96 kann den Schieber 70 in den Zunahmebereich RIi bewegen, wenn der Motor angehalten wird, oder kann den Schieber 70 in den Drosselbereich RIs bewegen, wenn der Motor gestartet wird.
Die Pumpe 4 kann eine elektrische Pumpe sein, die sich von der mechanischen Pumpe unterscheidet. Die Drehphase kann an der maximalen Verzögerungsphase oder der maximalen Voreilphase im Unterschied zu der mittleren Verriegelungsphase verriegelt sein. In diesem Fall kann die Hilfsfeder 18 weggelassen werden. Ferner kann das Regelloch 151 weggelassen werden. Außerdem kann das Verriegelungselement 16 in mehrere Teile unterteilt sein und jedes Teil kann durch die entsprechende Verriegelungsfeder 19 vorgespannt sein.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung kann bei einer Vorrichtung angewendet werden, die den Ventiltakt eines Auslassventils steuert, das sich von dem Einlassventil unterscheidet, oder die sowohl das Auslassventil als auch das Einlassventil steuert.
Es sollte verstanden werden, dass während die Vorgänge der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hierin mit einer spezifischen Sequenz von Schritten beschrieben wurden, weitere alternative Ausführungsformen mit verschiedenen anderen Sequenzen dieser Schritte und/oder zusätzlichen Schritten, die hier nicht offenbart sind, in den Schritten der vorliegenden Erfindung sein sollen.
Verschiedene Modifikationen und Veränderungen können an den obigen Ausführungsformen auf verschiedene Weise vorgenommen werden, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ein Antriebsabschnitt (90) ist somit konfiguriert, zu bewirken, dass eine Antriebskraft einen Schieber (70) in einer ersten Richtung (Dg) bewegt, und eine Vorspanneinheit (80) ist konfiguriert, zu bewirken, dass eine Vorspannkraft den Schieber (70) in einer zweiten Richtung (Dr) in einer Achsenrichtung vorspannt. Ein Teil eines Verriegelungsbereichs (RI) ist als ein Drosselbereich (RIs) definiert, an dem eine Strömungsmenge eines Arbeitsfluids, die von einem Zuführanschluss (664) zu einem Einlassanschluss (661, 662) strömt, gedrosselt wird. Der Drosselbereich ist derart eingestellt, dass er sich an einer Bewegungsendposition des Schiebers in der zweiten Richtung befindet, zu der der Schieber gelangt, wenn die Antriebskraft nicht auf den Schieber aufgebracht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-285918 A [0002]
US 2010/0313835 A1 [0002]

Claims

Eine Ventiltaktsteuervorrichtung zum Steuern eines Ventiltakts eines Ventils, das konfiguriert ist, durch eine Nockenwelle entsprechend einem Drehmoment, das von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors übertragen wird, geöffnet und geschlossen zu werden, indem ein Arbeitsfluid verwendet wird, das von einer Zuführquelle (4) zugeführt wird, wobei die Ventiltaktsteuervorrichtung folgendes aufweist: ein Gehäuse (11), das mit der Kurbelwelle drehbar ist; einen Flügelrotor (14), der mit der Nockenwelle drehbar ist, wobei der Flügelrotor (14) ein Inneres des Gehäuses (11) in eine Voreilkammer (22, 23, 24) und eine Verzögerungskammer (26, 27, 28) in einer Drehrichtung unterteilt, wobei der Flügelrotor (14) konfiguriert ist, eine Drehphase in Bezug auf das Gehäuse (11) zu einer Voreilseite oder einer Verzögerungsseite entsprechend zu ändern, wenn das Arbeitsfluid der Voreilkammer oder der Verzögerungskammer zugeführt wird; einen Verriegelungsabschnitt (16, 19, 151, 152) mit einer Verriegelungskammer (17), wobei der Verriegelungsabschnitt konfiguriert ist, den Flügelrotor (14) in Bezug auf das Gehäuse (11) zu verriegeln, wenn das Arbeitsfluid von der Verriegelungskammer (17) abgegeben wird, wobei der Verriegelungsabschnitt konfiguriert ist, die Verriegelung freizugeben, wenn das Arbeitsfluid der Verriegelungskammer (17) zugeführt wird; ein Steuerventil (60), das einen Strom des Arbeitsfluids in Bezug auf die Voreilkammer, die Verzögerungskammer und die Verriegelungskammer mittels eines Schiebers (70) steuert, der in entgegengesetzte Richtungen einschließlich einer ersten Richtung (Dg) und einer zweiten Richtung (Dr) linear beweglich ist; einen Antriebsabschnitt (90), der konfiguriert ist, zu bewirken, dass eine Antriebskraft den Schieber (70) in der ersten Richtung (Dg) basierend auf einem Steuersignal bewegt; und eine Vorspanneinheit (80), die konfiguriert ist, zu bewirken, dass eine Vorspannkraft den Schieber (70) in der zweiten Richtung (Dr) vorspannt, wenn eine elastische Verformung auftritt, wobei das Steuerventil folgendes aufweist: einen Einlassanschluss (661, 662), der das Arbeitsfluid einer aus der Voreilkammer und der Verzögerungskammer zuführt, einen Verriegelungsaktivierungsanschluss (663), der mit der Verriegelungskammer in Verbindung steht, einen Zuführanschluss (664), der das Arbeitsfluid von der Zuführquelle erhält, und einen Auslassanschluss (666), der das Arbeitsfluid abgibt, wobei der Schieber in einem variablen Bereich (Ra, Rr) und einem Verriegelungsbereich (RI) bewegt wird, die Drehphase entriegelt und geändert wird, indem der Einlassanschluss und der Verriegelungsaktivierungsanschluss mit dem Zuführanschluss in dem variablen Bereich verbunden werden, die Drehphase verriegelt wird, indem der Einlassanschluss mit dem Zuführanschluss verbunden wird und der Verriegelungsaktivierungsanschluss mit dem Auslassanschluss in dem Verriegelungsbereich verbunden wird, ein Teil des Verriegelungsbereichs als ein Drosselbereich (RIs) definiert ist, an dem eine Strömungsmenge des Arbeitsfluids, die von dem Zuführanschluss zu dem Einlassanschluss strömt, gedrosselt wird, der Schieber konfiguriert ist, an ein Ende eines Bewegungsbereichs in der zweiten Richtung zu gelangen, wenn die Antriebskraft des Antriebsabschnitts nicht auf den Schieber aufgebracht wird, und der Drosselbereich derart eingestellt ist, dass er sich am Ende des Bewegungsbereichs des Schiebers in der zweiten Richtung befindet.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zuführquelle (4) durch die Drehung des Motors angetrieben wird, und das Arbeitsfluid dem Zuführanschluss zuführt, und die Strömungsmenge des Arbeitsfluids, die von dem Zuführanschluss zu dem Einlassanschluss strömt, in dem Drosselbereich gedrosselt wird.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Arbeitsfluid ein Schmieröl ist, das den Motor schmiert, und die Zuführquelle das Arbeitsfluid dem Zuführanschluss in einem verzweigten Zustand zuführt, und die Strömungsmenge des Arbeitsfluids, die von dem Zuführanschluss zu dem Einlassanschluss strömt, in dem Drosselbereich gedrosselt wird.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei der Verriegelungsabschnitt die Drehphase bei einer mittleren Verriegelungsphase verriegelt, die zwischen einer maximalen Voreilphase und einer maximalen Verzögerungsphase definiert ist, indem das Arbeitsfluid aus der Verriegelungskammer abgegeben wird, der Flügelrotor ein schwankendes Drehmoment, das im Mittel an der Verzögerungsseite vorgespannt ist, von der Nockenwelle aufnimmt, und die Strömungsmenge des Arbeitsfluids, die zu dem Einlassanschluss strömt, der mit der Voreilkammer in Verbindung steht, in dem Drosselbereich gedrosselt wird.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, die ferner folgendes umfasst: eine Steuerschaltung (96), die das Steuersignal ausgibt, das ein Stoppen der Antriebskraft in den Antriebsabschnitt angibt, damit der Schieber zu dem Drosselbereich bewegt wird.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Steuerschaltung das Steuersignal ausgibt, das ein Stoppen der Antriebskraft angibt, damit der Schieber zu dem Drosselbereich bewegt wird, wenn der Motor angehalten wurde.
Die Ventiltaktsteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Teil des Verriegelungsbereichs, der sich benachbart zu dem Drosselbereich in der ersten Richtung befindet, als ein Zunahmebereich eingestellt ist, bei dem die Strömungsmenge des Arbeitsfluids von dem Zuführanschluss in den Einlassanschluss im Vergleich zu der in dem Drosselbereich erhöht ist, und die Steuerschaltung das Steuersignal ausgibt, das ein Einsetzen der Antriebskraft angibt, damit der Schieber zu dem Zunahmebereich bewegt wird, wenn der Motor gestartet wurde.