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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und einem variablen Ventilmechanismus für eine Verbrennungskraftmaschine.
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HINTERGRUND
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In einigen Fällen ist eine Kipphebelachse mit einem Schmierölkanal versehen, um mehrere bewegliche Teile einer Verbrennungskraftmaschine zu schmieren, und dieser Schmierölkanal führt einem Spieljustierer (lash adjuster) Öldruck zu.
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Auch in der
japanischen offengelegten Patentschrift Nr. 2008-232078 wird dem Spieljustierer der Öldruck über einen Ölkanal zugeführt, der einen Öldruck auf einen Schaft ausübt, der mehrere Kipphebelarme zwischen einem eingekuppelten und einem ausgekuppelten Zustand umschaltet. Entsprechende Technologien sind in den
japanischen offengelegten Patentschriften Nr. 2009-264200 und
210-275960 offenbart.
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Beispielsweise wird der Öldruck in den Spiel- bzw. Hubjustierer durch einen Schmierölkanal zugeführt, der in der Kipphebelachse vorgesehen ist, was beispielsweise beim Start der Verbrennungskraftmaschine wegen eines vergleichsweise geringen Öldrucks im Schmierölkanal eine lange Zeitspanne erfordert, bis der Öldruckdruck im Schmierölkanal, ansteigt und einen vorgegebenen Öldruck erreicht. Aus diesem Grunde kann beim Start der Verbrennungskraftmaschine der Kipphebelarmjustierer nicht geeignet funktionieren, was ein Ventilspiel verursachen kann, das Lärm und Schwingungen verschlechtert.
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Auch werden beispielsweise, was die Technologie der offengelegten
japanischen Patentschrift Nr. 2008-232078 betrifft, die mehreren Kipphebelarme zwischen dem gekuppelten und dem nicht gekuppelten Zustand durch Reduzierung des auf den Stift ausgeübten Öldrucks umgeschaltet, was auch den Öldruck im Kipphebelarmjustierer senken kann. Demgemäß kann der Kipphebelarmjustierer nicht geeignet agieren, was ein Ventilspiel verursachen kann, das Lärm und Schwingungen verschlechtert.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, umfassend: eine variable Ventilvorrichtung, die einschließt: benachbarte erste und zweite Kipphebelarme; einen Nocken, der einen der ersten und zweiten Kipphebelarme betätigt; eine Kipphebelachse, die den ersten und den zweiten Kipphebelarm trägt und mit einem Schmierölkanal versehen ist; einen zwischen dem ersten und dem zweiten Kipphebel vorwärts und zurück beweglichen und den ersten und den zweiten Kipphebelarm zwischen einem gekuppelten und einem nicht gekuppelten Zustand umschaltenden Stift; ein den Stift gegen die Seite des zweiten Kipphebelarms vorspannendes Vorspannelement; einen im zweiten Kipphebelarm und der Kipphebelachse vorgesehenen, umschaltenden Ölkanal, der geeignet ist, dem Stift in einer der Vorspannrichtung des Vorspannelements entgegengesetzten Richtung Öldruck zuzuleiten; einen in wenigstens einem des ersten und zweiten Kipphebelarms vorgesehenen Kipphebelarmeinsteller; und einen im ersten Kipphebelarm und der Kipphebelachse vorgesehenen Ölversorgungskanal, der geeignet ist, dem Stift in der vorspannenden Richtung des Vorspannelements Öldruck zuzuführen und in den Kipphebelarmeinsteller Öldruck einzuleiten; eine hydraulische Pumpe, die geeignet ist, den Schmierölkanal, den umschaltenden Ölkanal und den Ölversorgungskanal mit Öldruck zu versorgen; ein Öldrucksteuerventil, das geeignet ist, den Öldruck im umschaltenden Ölkanal und dem Ölversorgungskanal einzustellen; und eine Steuereinheit, die das Öldrucksteuerventil so steuert, dass während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine immer der Ölversorgungskanal mit Öldruck versorgt wird, der höher ist als der Öldruck im Schmierölkanal.
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Während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wird der Öldruck stets über den Ölversorgungskanal in den Kipphebelarmjustierer zugeführt, in dem der Öldruck stets höher gehalten wird als der Öldruck im Schmierölkanal. Das stellt die Versorgung des Kipphebelarmjustierers mit Öldruck sicher.
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Die Steuereinheit kann eine Zunahme des Öldrucks im umschaltenden Ölkanal verhindern, bis eine zur Erhöhung des Öldrucks im Kipphebelarmjustierer erforderliche Zeitspanne abgelaufen ist, nachdem die Verbrennungskraftmaschine gestartet wurde, nachdem eine vorgegebene Periode seit dem Stoppen der Verbrennungskraftmaschine abgelaufen ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine variable Ventilvorrichtung bei einer Verbrennungskraftmaschine vorgesehen, umfassend: benachbarte erste und zweite Kipphebelarme, einen Nocken der einen der ersten und zweiten Kipphebelarme betätigt; eine Kipphebelachse, die den ersten und den zweiten Kipphebelarm trägt und mit einem Schmierölkanal versehen ist; einen zwischen dem ersten und dem zweiten Kipphebel vorwärts und zurück beweglichen und den ersten und den zweiten Kipphebelarm zwischen einem gekuppelten und einem nicht gekuppelten Zustand umschaltenden Stift; ein den Stift gegen die Seite des zweiten Kipphebelarms vorspannendes Vorspannelement; einen im zweiten Kipphebelarm und der Kipphebelachse vorgesehenen, umschaltenden Ölkanal, der geeignet ist, dem Stift in einer der Vorspannrichtung des Vorspannelements entgegengesetzten Richtung Öldruck zuzuleiten; einen in wenigstens einem des ersten und zweiten Kipphebelarms vorgesehenen Kipphebelarmeinsteller; und einen im ersten Kipphebelarm und der Kipphebelachse vorgesehenen Ölversorgungskanal, der während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine immer den Stift mit Öldruck höher als der Öldruck im Schmierölkanal in der Vorspannrichtung des Vorspannelements versorgt, und immer dem Kipphebelarmeinsteller Öldruck zuführt.
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Während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine wird der Öldruck stets über den Ölversorgungskanal dem Kipphebelarmjustierer zugeführt, in dem der Öldruck stets höher ist als im Schmierölkanal. Das stellt die Öldruckversorgung des Kipphebelarmjustierers sicher.
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Eine Zunahme des Öldrucks wird in dem umschaltenden Ölkanal verhindert, bis eine zur Erhöhung des Öldrucks im Kipphebelarmjustierer erforderliche Zeitspanne abgelaufen ist, nachdem die Verbrennungskraftmaschine gestartet wurde, nachdem eine vorgegebene Periode seit dem Stoppen der Verbrennungskraftmaschine abgelaufen ist.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine vorzusehen und eine variable Ventilvorrichtung bei einer Verbrennungskraftmaschine, die die Versorgung eines Kipphebelarmjustierers mit Öldruck sicherstellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
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1 ist eine erläuternde Ansicht eines Motorsystems;
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2 ist eine erläuternde Ansicht eines Motors;
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3 ist eine erläuternde Ansicht einer variablen Ventilvorrichtung;
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4 ist eine erläuternde Ansicht von Kupplungsmechanismen und Kanälen;
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5 ist die teilweise geschnittene Seitenansicht einer Einheit;
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6A bis 6C sind erläuternde Ansichten zur Nockenschaltung; und
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7 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Nockenschaltungsverhinderungsteuerung
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die 1 ist eine erläuternde Ansicht des Systems 1 einer Verbrennungskraftmaschine gemäß der Ausführungsform. Das System 1 der Verbrennungskraftmaschine schließt ein: einen Motor 50 in Form einer Verbrennungskraftmaschine, einen Ansaugkanal 13 und einen Abgaskanal 21, die mit dem Motor 50 verbunden sind. Der Motor 50 ist ein Vierzylindermotor, der vier Zylinder 51a und vier Kraftstoffeinspritzventile 56 einschließt, die jeweils Kraftstoff direkt in die vier Zylinder 51a einspritzen. Jedoch kann die Anzahl der Zylinder beim Motor nicht darauf beschränkt sein und der Motor kann ein Benzinmotor, ein Dieselmotor oder ein anderer Motor sein.
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Der Ansaugkanal 13 ist mit einem Luftdurchflussmesser 11 zur Ermittlung der aufgenommenen Luftmenge, einem Kompressor eines Turboladers 30; und einem Zwischenkühler 12 zur Kühlung der angesaugten Luft versehen. Der Abgaskanal 21 ist versehen mit: einer Abgasturbine des Turboladers 30; und einem Katalysator 22 zur Reinigung des Abgases. Ein Kanal 41 einer Abgasrückführung AGR ist zwischen dem Ansaugkanal 13 und dem Abgaskanal 21 vorgesehen. Der AGR-Kanal 41 ist mit einem AGR-Kühler 42 und einem AGR-Ventil 43 versehen,
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Eine ECU 70 steuert insgesamt das Motorsystem 1. Die ECU 70 ist ein Computer, der (nicht gezeigt) ein ROM (Festwertspeicher), ein RAM (Schreib-Lese-Speicher) und eine CPU (Zentraleinheit) einschließt. Die ECU 70 ist elektrisch mit dem Luftdurchflussmesser 11; dem AGR-Ventil 43; einem Kurbelwinkelsensor 91 zur Feststellung eines Kurbelwinkels 8; und einem Sensor 92 zur Feststellung des eine Beschleunigung des Motors 50 anfordernden Öffnungsgrades eines Fahrpedals verbunden. Die ECU 70 ist ein Beispiel einer Steuereinheit.
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Die 2 ist eine erläuternde Ansicht des Motors 50. Der Motor 50 schließt einen Zylinderblock 51, einen Zylinderkopf 52, einen Kolben 53, ein Einlassventil 54, ein Auslassventil 55, ein Kraftstoffeinspritzventil 56 und eine variable Ventilvorrichtung 60 ein. Der Zylinderblock 51 ist mit dem Zylinder 51a versehen. Jeder Zylinder 51a ist mit dem Kolben 53, dem Einlassventil 54, dem Auslassventil 55 und dem Kraftstoffeinspritzventil 56 versehen. Der Kolben 53 ist in den Zylinder 51a eingepasst. Der Zylinderkopf 52 ist auf der Oberseite des Zylinderblocks 51 befestigt. Eine Brennkammer E ist als ein Raum definiert, der vom Zylinderblock 51, dem Zylinderkopf 52 und dem Kolben 53 definiert wird.
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Der Zylinderkopf 52 schließt ein: eine durch das Einlassventil 54 geöffnet und geschlossen werdende Einlassöffnung 52a, durch die Brennluft in die Brennkammer E eingeleitet wird; und eine Auslassöffnung 52b, durch die Abgas aus der Brennkammer E abgeführt wird und die durch das Auslassventil 55 geöffnet und geschlossen wird. Es ist zu beachten, dass jeder einzelne Zylinder 51a der Ausführungsform mit zwei Einlassöffnungen 52a und zwei Auslassöffnungen 52b versehen ist, und ähnlicherweise mit zwei Einlassventilen 54 und zwei Auslassventilen 55. Das im Zylinderkopf 52 vorgesehene Kraftstoffeinspritzventil 56 spritzt Kraftstoff in die Brennkammer E ein.
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Die 3 ist eine erläuternde Ansicht der variablen Ventilvorrichtung 60. Die variable Ventilvorrichtung 60 ist im Zylinderkopf 52 vorgesehen. Die variable Ventilvorrichtung 60 schließt ein: eine Einlassnockenwelle 65, verbunden mit Nocken Ca bis Cc, eine in den Zylinderkopf 52 eingesetzte Kipphebelachse 64; und Kipphebelarme 63a bis 63c, verschwenkbar getragen von der Kipphebelachse 64. Die Kipphebel 63a bis 63c bilden eine U-förmige Einheit. Die U-förmige Einheit ist in jedem Zylinder 51a vorgesehen. In gleicher Weise werden die drei Nocken Ca bis Cc, die in jedem Zylinder 51a vorgesehen sind, zur Betätigung der in jedem Zylinder 51a vorgesehenen Einlassventile 54 benutzt. Die Kipphebelarme 63a bis 63c sind mit Rollen 61a bis 61c versehen, mit denen die entsprechenden Nocken Ca bis Cc in Kontakt kommen können. Die Rollen 61a bis 61c werden drehbar von der Kipphebelachse 64 getragen. Die Kipphebelarme 63a bis 63c können sich getrennt voneinander verschwenken. Die Nockenwelle 65 verläuft parallel zur Kipphebelachse 64. Die Nocken Cb, Ca und Cc folgen in dieser Ordnung in axialer Richtung aufeinander. Gleichermaßen sind die Kipphebelarme 63b, 63a und 63c in dieser Folge axial angeordnet. Demgemäß ist der Kipphebelarm 63a zwischen den Kipphebelarmen 63b und 63c sandwichartig eingeschlossen.
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Die Kipphebelarme 63b bzw. 63c betätigen die Einlassventile 54, aber der Kipphebelarm 63a kommt nicht in Kontakt mit dem Einlassventil 54. Deren vorderem Ende zugeordnete Abschnitte der Kipphebelarme 63b und 63c sind jeweils mit Kipphebelarmjustierern 62b und 62c versehen. Die Kipphebelarmjustierer 62b und 62c halten ein Spiel Null zwischen den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c und den Einlassventilen 54 aufrecht und stehen in Kontakt mit oberen Enden von Schäften jeweils der zwei Einlassventile 54. Die Kipphebelarme 63b und 63c stehen an ihren hinteren Enden miteinander in Kontakt. Die Kipphebelarme 63b und 63c sind jeweils ein Beispiel für erste und zweite Kipphebelarme.
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Die Kipphebelarme 63b und 63c sind mit einem Kupplungsmechanismus 631 zum Umschalten der Kipphebelarme 63b und 63c zwischen einem gekuppelten und einem nicht gekuppelten Zustand versehen. Der Kupplungsmechanismus 631 ist an einem Abschnitt vorgesehen, wo die Kipphebelarme 63b und 63c in Kontakt miteinander stehen. Im Kupplungszustand verschwenken sich die Kipphebelarme 63b und 63c gemeinsam. Außerdem sind die Kipphebelarme 63a bis 63c mit einem Kupplungsmechanismus 632 versehen, um die Kipphebelarme 63a bis 63c zwischen einem gekuppelten und einem nicht gekuppelten Zustand umzuschalten. Im gekuppelten Zustand verschwenken sich die Kipphebelarme 63a bis 63c gemeinsam. Beide Kupplungsmechanismen 631 und 632 sind von hydraulischer Bauart. Diese wird später im Detail beschrieben.
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Die 4 ist eine erläuternde Ansicht, der Kupplungsmechanismen 631 und 632 und von Ölkanälen. Der Kupplungsmechanismus 631 schließt Bohrungen H11 und H12, Stifte Pn11 und Pn12 und eine Feder Sp1 ein. Die Bohrungen H11 und H12 sind in dem Zustand, in dem sich die Kipphebelarme 63b und 63c nicht verschwenken, jeweils axial zueinander ausgerichtet in den Kipphebelarmen 63b und 63c vorgesehen, wobei jede eine zylindrische Form mit einem Boden und dem gleichen Innendurchmesser aufweist.
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Der verschieblich in den Bohrungen H11 und H12 gehaltene Stift Pn11 ist vorwärts und rückwärts zwischen den Kipphebelarmen 63b und 63c beweglich. Der Stift Pn12 ist verschieblich in der Bohrung H12 gehalten. Die Stifte Pn11 und Pn12 weisen jeder eine Säulenform auf und besitzen den gleichen Außendurchmesser.
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Eine Federkammer G11 ist zwischen einem Bodenabschnitt der Bohrung H11 und dem Stift Pn11 vorgesehen. Die in der Federkammer G11 vorgesehene Feder Sp1 spannt den Stift Pn11 auf die Seite des Kipphebelarms 63c vor. Eine Hydraulikkammer G12 ist zwischen einem Bodenabschnitt der Bohrung H12 und dem Stift Pn12 vorgesehen.
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Ein Ölkanal R11 steht mit der Federkammer G11 durch die Kipphebelachse 64 und den Kipphebelarm 63b in Verbindung. Ein Ölkanal R12 steht mit der Hydraulikkammer G12 durch die Kipphebelachse 64 und den Kipphebelarm 63c in Verbindung. Der Ölkanal R11 steht mit den Ölkanälen R3b und R3c, die in den Kipphebelarmen 63b bzw. 63c vorgesehenen sind, in Verbindung. Die 5 ist eine teilweise geschnittene Ansicht der Seitenfläche der U-förmigen Einheit. Der Ölkanal R11 steht mit dem Ölkanal R3c in Verbindung und der Ölkanal R3c steht mit dem Kipphebelarm 63c in Verbindung. Die Ölkanäle R3b und R3c werden später beschrieben.
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Die Ölkanäle R11 und R12 sind mit dem auf der Seite des Motors 50 vorgesehenen Hauptölkanal verbunden. Die Ölkanäle R11 und R12 sind mit einem OCV (Ölsteuerventil/Oil Control Valve) 81 versehen, das den Öldruck in den Ölkanälen R11 und R12 in Übereinstimmung mit den Anweisungen von der ECU 70 steuert. Während des Betriebs des Motors 50 steuert die ECU 70 das OCV 81, um stets den Öldruck dem Ölkanal R11 zuzuführen, um in die Federkammer G11 einen konstanten Öldruck einzubringen. Der in die Federkammer G1l eingebrachte Öldruck wirkt auf den Stift Pn11 in der gleichen Richtung ein wie die Vorspannrichtung der Feder Sp1. Auch steuert die ECU 70 das OCV 81, um den Öldruck in die Hydraulikkammer G12 einzuleiten, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Der in die Hydraulikkammer G12 eingeleitete Öldruck wirkt auf den Stift Pn11 in der Gegenrichtung zur Vorspannrichtung der Feder Sp1 ein. Das OCV 81 ist ein Beispiel für ein Öldruckventil. Die Feder Sp1 ist ein Beispiel einer Vorspannfeder.
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In dem Zustand, in dem der Öldruck nicht in die Hydraulikkammer G12 eingeleitet wird, drücken die Vorspannkraft der Feder Sp1 und der in die Federkammer G11 zugeführte Öldruck den Stift Pn11 in Richtung auf die Seite des Kipphebelarms 63c, um den Stift Pn12 so zu belasten, dass er gegen den Bodenabschnitt der Bohrung H12 gedrückt wird. In diesem Zustand wird der Stift Pn12 in der Bohrung H12 gehalten, aber der Stift Pn11 greift in beide Bohrungen H11 und H12 ein. Somit sind die Kipphebelarme 63b und 63c gekuppelt und an einer getrennten Bewegung gehindert.
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Wenn das OCV 81 so gesteuert wird, dass es über den Ölkanal R12 den Öldruck in die Hydraulikkammer G12 einbringt, werden die Stifte Pn11 und Pn12 auf die Seite des Kipphebelarms 63b gegen den Öldruck in der Federkammer G11 und gegen die Vorspannkraft der Feder Sp1 gedrückt. Somit löst sich der Stift Pn11 aus dem Eingriff in die Bohrung H12. Demgemäß werden jeweils die Stifte Pn11 und Pn12 in den Bohrungen H11 und H12 gehalten und die Kupplung der Kipphebelarme 63b und 63c wird aufgehoben, um deren getrennte Bewegung zu gestatten. Der Ölkanal R12 ist ein Beispiel des umschaltenden Ölkanals.
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Wenn das OCV 81 so gesteuert wird, dass es die Zufuhr des Öldrucks in die Hydraulikkammer G12 stoppt, nimmt der Öldruck in der Hydraulikkammer G12 ab. Somit werden die Stifte Pn11 und Pn12 in Übereinstimmung mit dem Öldruck in der Federkammer G11 und der Vorspannkraft der Feder Sp1 auf die Seite des Kipphebels 63c gedrückt, so dass der Stift Pn11 mit beiden Bohrungen H11 und H12 in Eingriff kommt. Auf diese Weise sind die Kipphebelarme 63b und 63c wieder miteinander gekuppelt. Somit werden, wenn vom nicht gekuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand umgeschaltet wird, die Stifte Pn11 und Pn12 nicht nur mit Hilfe der Vorspannkraft der Feder Sp1 bewegt, sondern auch durch den Öldruck in der Federkammer G11. Dies unterdrückt die Verschlechterung der Ansprechempfindlichkeit beim Umschalten der Kipphebelarme 63b und 63c vom nicht gekuppelten Zustand zum gekuppelten Zustand, Der Kupplungsmechanismus 632 schließt Bohrungen H21 bis H23, Stifte Pn21 bis Pn23, und eine Feder Sp2 ein. Die Bohrungen H21 bis H23 sind jeweils axial zueinander ausgerichtet vorgesehen, wenn die Kipphebelarme 63b, 63a und 63c in einem Zustand sind, in dem sich die Kipphebelarme 63a bis 63c nicht verschwenken und den gleichen Innendurchmesser aufweisen. Die Bohrungen H21 und H23 weisen jeweils eine Zylinderform mit einem Boden auf. Die Bohrung H22 ist zylindrisch und erstreckt sich durch den Kipphebelarm 63a.
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Der Stift Pn21 ist verschieblich in den Bohrungen H21 und H22 gehalten. Der Stift Pn22 ist verschieblich in den Bohrungen H22 und H23 gehalten. Der Stift Pn23 ist verschieblich in der Bohrung H23 gehalten. Die Stifte Pn21, Pn22 und Pn23 weisen jeweils Säulenform auf und den gleichen Außendurchmesser.
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Eine Hydraulikkammer G21 ist zwischen dem Bodenabschnitt der Bohrung H21 und dem Stift Pn21 vorgesehen. Eine Federkammer G22 ist zwischen einem Bodenabschnitt der Bohrung H23 und dem Stift Pn23 vorgesehen. Die in der Federkammer G22 vorgesehene Feder Sp2 ist gegen die Seite des Kipphebelarms 63a vorgespannt.
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Der Ölkanal R2 steht mit der Hydraulikkammer G21 über die Kipphebelachse 64 und den Kipphebelarm 63b in Verbindung. Auch steht der Ölkanal R2 mit dem oben genannten Hauptölkanal in Verbindung. Im Ölkanal R2 ist ein OCV 82 vorgesehen. Das OCV 82 steuert den Öldruck im Ölkanal R2 gemäß den Anweisungen von der ECU 70. Die ECU 70 steuert das OCV 82 zur Zuleitung des Öldrucks in die Hydraulikkammer G21, insbesondere wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. Der der Hydraulikkammer G21 zugeleitete Öldruck wirkt auf den Stift Pn21 in der Gegenrichtung der Vorspannrichtung der Feder Sp2 ein.
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In dem Zustand, in welchem der Öldruck nicht in die Hydraulikkammer G21 eingeleitet wird, sind die Stifte Pn21 bis Pn23 daran gehindert, sich gegen die Vorspannkraft der Feder Sp2 zu bewegen und werden jeweils in den Bohrungen H21 bis H23 gehalten. Demgemäß werden die Kipphebelarme 63a bis 63c in den nicht kuppelnden Zustand gebracht, der es ihnen ermöglicht, sich voneinander getrennt zu verschwenken.
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Wenn das OCV 82 so gesteuert wird, dass der Öldruck in die Hydraulikkammer G21 eingeleitet wird, bewegen sich die Stifte Pn21 bis Pn23 gegen die Vorspannkraft der Feder Sp2 auf die Seite des Kipphebelarms 63c zu. Somit greift der Stift Pn21 in die Bohrungen H21 und H22 ein und der Stift Pn33 greift in die Bohrungen H22 und H23 ein. Demgemäß verbindet der Stift Pn21 die Kipphebelarme 63b und 63a und der Stift Pn22 die Kipphebelarme 63a und 63c. somit sind die Kipphebelarme 63a und 63c miteinander gekuppelt und an einer getrennten Schwenkbewegung gehindert.
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Wenn das OCV 82 so gesteuert ist, dass die Zuleitung des Öldrucks zur Hydraulikkammer G21 gestoppt ist und der Öldruck abnimmt, bewegen sich die Stifte Pn21 bis Pn23 gemäß der Vorspannkraft der Feder Sp2 auf die Seite des Kipphebelarms 63b zu. Die Stifte Pn21 und Pn22 werden jeweils in den Bohrungen H21 bis H23 gehalten, so dass die Kipphebelarme 63a bis 63c wieder in den nicht gekuppelten Zustand gebracht werden.
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Ein Ölkanal RL erstreckt sich durch die Kipphebelachse 64 und führt zur Schmierung jedem beweglichen Teil des Motors 50 Öl zu. Der Ölkanal RL steht mit einem in jedem Zylinderkopf 52 vorgesehenen Ölkanal in Verbindung. Das im Ölkanal RL strömende Öl wird, beispielsweise, einem Duschrohr oder dergleichen zugeleitet, das zur Schmierung zwischen der Nockenwelle und dem Zylinderkopf im Einsatz ist. Der Durchfluss des im Ölkanal RL fließenden Öls wird durch eine Verengung F reduziert. Dies erfolgt, weil das im Ölkanal RL zur Schmierung fließende Öl keinen großen Durchfluss benötigt. Somit ist der Öldruck im Ölkanal RL geringer als jener im Ölkanal R11, geringer als jener im Ölkanal R12 beim Umschalten der Kipphebelarme 63b und 63c in den nicht gekuppelten Zustand und geringer als jener im Ölkanal R2 beim Umschalten der Kipphebelarme 63a bis 63c in den gekuppelten Zustand, Außerdem wird Öl den Ölkanälen R11, R12, R2 und RL durch eine hydraulische Pumpe P zugeführt. Die hydraulische Pumpe P ist eine mechanische Bauart die den Motor 50 als Antriebsquelle benutzt, auch eine elektrische Bauart sein kann.
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Die 6A bis 6C sind erläuternde Ansichten der Nockenumschaltung. Die 6A bis 6C stellen jeweils Anwendungsfälle des Nockens Cb, der Nocken Cb und Cc, und des Nockens Ca dar. Die 6A bis 6C zeigen die U-förmige Einheit, die Nockenwelle 65, und Hubkurven La, Lb und Lc.
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Die Nocken Ca bis Cc haben voneinander verschiedene Nockenprofile. Wie durch die Hubkurven La bis Lc angezeigt, ist die Hubhöhe des Einlassventils 54 durch den Nocken Ca die größte und die Hubhöhe des Einlassventils 54 durch den Nocken Cc die kleinste. Außerdem ist ein Betätigungswinkel des Einlassventils 54 durch den Nocken Ca der größte und ein Betätigungswinkel des Einlassventils 54 durch den Nocken Cc der kleinste. Wie in den 6A bis 6C gezeigt, wird die Hubkurve Lb von der Hubkurve La eingeschlossen und die Hubkurve Lc wird von der Hubkurve Lb eingeschlossen.
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In der 6A bringt der Kupplungsmechanismus 631 die Kipphebelarme 63b und 63c in den Kupplungszustand und der Kupplungsmechanismus 632 bringt die Kipphebelarme 63a bis 63c in den nicht gekuppelten Zustand. In diesem Falle verschwenken sich die Kipphebelarme 63b und 63c miteinander integriert, aber der Kipphebelarm 63a verschwenkt d sich getrennt von ihnen. Dabei sind, wie oben erwähnt, der Betätigungswinkel und die Hubhöhe des Einlassventils 54 durch den Nocken Cb jeweils größer als der Betätigungswinkel und die Hubhöhe des Einlassventils 54 durch den Nocken Cc, obwohl die Kipphebelarme 63b und 63c jeweils den Nocken Cb und Cc entsprechen. Aus diesem Grunde gestattet der Nocken Cb den Kipphebelarmen 63b und 63c das Schwenken, so dass die zwei Einlassventile 54 sich anheben, wie durch die Hubkurve Lb angezeigt.
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Auch bringt in 6B der Kupplungsmechanismus 631 die Kipphebelarme 63b und 63c in den nicht gekuppelten Zustand, und der Kupplungsmechanismus 632 bringt die Kipphebelarme 63a bis 63c in den nicht gekuppelten Zustand. In diesem Falle, verschwenken sich alle Kipphebelarme getrennt voneinander. Aus diesem Grunde gestatten die Nocken Cb und Cc jeweils den Kipphebelarmen 63b du 63c das Verschwenken. Somit hebt sich, wie durch die Hubkurve Lb angezeigt, das vom Kipphebelarm 63b betätigte Einlassventil 54 und das vom Kipphebelarm 63c betätigte Einlassventil 54 hebt sich, wie durch die Hubkurve Lc angezeigt.
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In 6C bringt der der Kupplungsmechanismus 631 die Kipphebelarme 63b und 63c in den nicht gekuppelten Zustand, und der Kupplungsmechanismus 632 bringt die Kipphebelarme 63a bis 63c in den nicht gekuppelten Zustand. In diesem Falle gestattet der Kipphebelarm Ca den Kipphebelarmen 63a bis 63c ein integriertes Verschwenken, weil der Betätigungswinkel und die Hubhöhe des Einlassventils 54 durch den Nocken Ca größer sind. Somit werden die zwei, jeweils von den Kipphebelarmen 63b und 63c betätigten Einlassventile 54 angehoben, wie durch die Hubkurve La angezeigt.
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Wie vorstehend beschrieben, wird der das Einlassventil 54 anhebende Nocken durch Steuerung des auf die Stifte Pn11, Pn12, und Pn21 ausgeübten Öldrucks auf Pn23 umgeschaltet.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, stehen die mit dem Ölkanal R11 verbundenen Ölkanäle R3b und R3c jeweils mit den Kipphebelarmjustierem 62b und 62c in Verbindung. Wie oben erwähnt wird während des Betriebs des Motors 50 der Öldruck immer dem mit der Federkammer G11 verbundenen Ölkanal R11 zugeführt. Demgemäß wird der Öldruck immer über die mit dem Ölkanal R11 verbundenen Ölkanäle R2b und R3c den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c zugeführt. Somit wird die Nachfolgefähigkeit der Kipphebelarmjustierer 62b und 62c gegen die Kipphebelarme 63b und 63c sichergestellt, um ein Ventilspiel Null aufrechtzuerhalten, das die Zunahme von Geräusch und Schwingungen beschränkt. Die Ölkanäle R11, R3b und R3c sind ein Beispiel eines Ölversorgungskanals.
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Beispielsweise wird in Betracht gezogen, dass der Öldruck zu den Kipphebelarmjustierem 62b und 62c über den Ölkanal RL erfolgt. Dabei wird das im Ölkanal RL strömende Öl jedem beweglichen Abschnitt des Motors 50 zur Schmierung zugeführt, so dass der Öldruck im Ölkanal RL vergleichsweise niedrig ist. Im Gegensatz dazu benötigen die Kipphebelarmjustierer 62b und 62c einen vergleichsweise großen Öldruck, um während einer kurzen Zeitspanne den sich hin- und her bewegenden Kipphebelarmen 63b und 63c zu folgen. Aus diesem Grunde kann in einem Falle, in dem der Öldruck den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c durch den Ölkanal RL zugeführt wird, beispielsweise eine lange Zeitspanne erforderlich sein, damit der Öldruck bei den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c beim Start des Motors 50 einen vorgegebenen Öldruck erreicht. Aus diesem Grunde kann sich die Wirkungsweise der Kipphebelarmjustierer 62b und 62c verschlechtern, was ein Ventilspiel mit einer Verschlechterung von Geräusch und Schwingungen verursachen kann.
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In diesem Falle wird beispielsweise in Betracht gezogen, zur Erhöhung einer Durchflussgeschwindigkeit des Öls im Ölkanal RL eine große hydraulische Pumpe einzusetzen. In diesem Falle kann jedoch das ganze System 1 an Größe zunehmen. Auch im Falle einer mechanischen Bauart der hydraulischen Pumpe kann die Last des Motors 50 zunehmen und sich der Kraftstoffverbrauch verschlechtern, weil der Antrieb der hydraulischen Pumpe auf der Antriebskraft des Motors 50 basiert. Selbst im Falle einer elektrischen Bauart der hydraulischen Pumpe kann eine Zunahme des Leistungsverbrauchs der hydraulischen Pumpe das erforderliche Ausmaß der Leistungserzeugung basierend auf dem Betrieb des Motors 50 erhöhen, was den Kraftstoffverbrauch verschlechtert.
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Bei der Ausführungsform wird während des Betriebs des Motors 50 der höhere Öldruck als der Öldruck im Ölkanal RL immer den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c vom Ölkanal R11 zugeführt. Somit kann der Öldruck bei den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c unmittelbar erhöht werden, um eine Zunahme des Geräusche und der Schwingungen zu unterdrücken, auch kann die Zunahme der Größe des Motorsystems 1 unterdrückt werden, und ebenso kann die Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs unterdrückt werden.
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Des Weiteren übt, wie oben beschrieben, der Ölkanal R11 den Öldruck in der gleichen Richtung wie die Vorspannrichtung der Feder Sp1 auf den Stift Pn11 aus, wodurch die Verschlechterung des Ansprechverhaltens bei der Umschaltung der Kipphebelarme 63b und 63c vom nicht gekuppelten Zustand zum gekuppelten Zustand unterdrückt wird. Bei der Ausführungsform steht der Ölkanal R11, der vorgesehen ist, um eine Verschlechterung des Ansprechverhaltens bei der Umschaltung zu unterdrücken und dem der Öldruck immer während des Betriebs des Motors 50 zugeführt wird, mit den Ölkanälen R3b und R3c in Verbindung, um den Öldruck den Kipphebelarmjustierem 62b und 62c zuzuführen. Somit ist im Vergleich mit einem Falle, in dem ein Ölkanal getrennt vom Ölkanal R11 in der Kipphebelachse 64 und den Kipphebelarmen 63b und 63c vorgesehen ist, um den Öldruck den Kipphebelarmjustierem 62b und 62c zuzuführen, die Konstruktion des Ölkanals in der Kipphebelachse 64 relativ einfach.
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Es ist auch erwogen, dass der Öldruck den Kipphebelarmjustierem 62b und 62c beispielsweise durch den Druck des Ölkanals zum Umschalten zwischen dem gekuppelten Zustand und dem nicht gekuppelten Zustand durch Verwendung des Stifts durch Reduzierung des Öldrucks zugeführt wird. In diesem Falle kann die Abnahme des Öldrucks im Ölkanal den Öldruck bei den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c senken, was das Ventilspiel veranlassen kann, Geräusch und Schwingungen zu verstärken. Bei der Ausführungsform wird der Öldruck den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c vom Ölkanal R11 zugeführt, dem der Öldruck immer während des Betriebs des Motors 50 zugeführt wird. Demgemäß kann dieses obige Problem unterdrückt werden.
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Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung der von der ECU 70 ausgeführten Steuerung zur Verhinderung der Nockenumschaltung. Die 7 ist ein Ablaufdiagramm der Steuerung zur Verhinderung der Nockenumschaltung. Wie in 7 gezeigt, stellt die ECU 70 fest, ob eine gestoppte Periode des Motors 50 eine vorgegebene Periode überschreitet (Schritt S1). Beispielsweise trifft auf der Basis eines Werts, der von einem Zeitpunkt ab aufwärts gezählt wird, an dem ein Zündschalter auf AUS gestellt wird und der Motor stoppt, die ECU die obige Feststellung. Eine vorgegebene Periode bedeutet eine Zeitspanne vom Stopp des Motors 50 bis zum Zeitpunkt, zu dem der Öldruck an den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c in großem Ausmaß abgenommen hat. Dies ist der Fall, weil der Motor 50 stoppt und die hydraulische Pumpe ebenfalls stoppt und nicht erneut das Öl in die Kipphebelarmjustierer 62b und 62c zuführt und Öl mit der Zeit aus den Kipphebelarmjustierem 62b und 62c abfließt. Eine vorgegebene Periode bedeutet beispielsweise, eine Periode, vom Stopp des Motors 50 bis zur Abnahme des Öldrucks in den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c auf im Wesentlichen Null. Falls beim Schritt S1 eine negative Feststellung erfolgt, führt die ECU 70 die Verfahrensweise des Schritts S1 erneut aus.
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Falls beim Schritt S1 eine bestätigende Feststellung getroffen wird, entscheidet die ECU 70, ob der Motor 50 gestartet wird, oder nicht (Schritt S2). Beispielsweise trifft die ECU 70 die obige Entscheidung auf der Basis der vom Zündschalter ausgegebenen Signale. Falls eine negative Feststellung getroffen wird, führt die ECU 70 die Verfahrensweise des Schritts S1 erneut aus.
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Falls beim Schritt S2 eine bestätigende Feststellung getroffen wird, stellt die ECU 70 fest, ob eine Anforderung einer Nockenumschaltung erfolgt ist oder nicht (Schritt S3). Die Anforderung einer Nockenumschaltung erfolgt abhängig vom Betriebszustand des Motors 50, insbesondere der Drehzahl und der Last des Motors. Es ist zu beachten, dass, wenn der Motor 50 startet, das Eiblassventil 54 durch den Nocken Cb betätigt wird, wie in 6A dargestellt ist. Falls eine negative Feststellung getroffen wird, führt die ECU 70 die Verfahrensweise des Schritts S3 erneut aus.
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Falls beim Schritt S3 eine bestätigende Feststellung getroffen wird, stellt die ECU 70 fest, ob seit dem Start des Motors 50 eine vorgegebene Periode abgelaufen ist oder nicht (Schritt S4). Beispielsweise trifft die ECU 70 auf der Basis eines seit dem Start des Motors 50 gezählten Werts die obige Feststellung. Falls eine negative Feststellung getroffen wird, verhindert die ECU die die Nockenumschaltung (Schritt S5) und führt wieder die Verfahrensweise nach Schritt S4 durch. Falls eine bestätigende Feststellung getroffen wird, führt die ECU 70 die Nockenumschaltung durch (Schritt S6). Das heißt, die ECU 70 verhindert die Nockenumschaltung bis eine vorgegebene Periode seit dem Start des Motors 50 abgelaufen ist, selbst wenn eine Nockenumschaltung angefordert wird.
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Eine vorgegebene Periode bedeutet eine Zeitspanne, die nach dem Start des Motors 50 erforderlich ist, um den Öldruck bei den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c zu erhöhen, nachdem der Motor 50 startet, wenn er über eine vorgegebene Zeit gestoppt war. Das heißt, die Nockenumschaltung wird vom Start des Motors 50 an verhindert, bis der Öldruck bei den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c ansteigt. Falls die Nockenumschaltung in dieser Zeitspanne ausgeführt wird, weil die Nockenumschaltung wie oben beschrieben, durch Anwendung des Öls durchgeführt wird, kann eine lange Zeitspanne erforderlich sein, um den Öldruck in den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c zu erhöhen. Somit können die Kipphebelarmjustierer 62b und 62c beim Start des Motors 50 nicht geeignet agieren, was Geräusch und Schwingungen verschlechtert.
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Bei der Ausführungsform wird die Nockenumschaltung ohne Zuleitung von Öldruck in die Hydraulikkammern G12 und G21 während einer vorgegebenen Periode vom Start des Motors 50 verhindert, was vorzugsweise den Öldruck in den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c erhöht. Somit kann der Öldruck in den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c sofort ansteigen, um beim Start des Motors 50 den Anstieg von Geräusch und Schwingungen zu unterdrücken.
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Außerdem kann beispielsweise die ECU 70 anstatt der Verfahrensweise nach Schritt S1 feststellen, ob der Öldruck im Hauptölkanal gleich oder geringer ist als ein vorgegebener Wert oder nicht. In diesem Falle, falls der Öldruck im Hauptölkanal gleich oder geringer ist als ein vorgegebener Wert, kann festgestellt werden, dass die gestoppte Periode des Motors 50 eine vorgegebene Zeitspanne überschreitet. Der Öldruck im Hauptölkanal wird durch die ECU 70 auf der Basis von Ausgangswerten eines Öldrucksensors festgestellt, der im Hauptölkanal vorgesehen ist.
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Außerdem kann die ECU 70 anstelle der Durchführung des Schritts S4 beispielsweise feststellen, ob ein Leerlaufantriebszustand des Motors 50 stabil auf der Motordrehzahl basiert ist. In diesem Falle, falls der, Leerlaufantriebszustand des Motors 50 nicht stabil ist, wird die Nockenumschaltung verhindert, und falls sie stabil ist, wird die Nockenumschaltung durchgeführt. Das erfolgt, weil der Öldruck in den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c bereits einen gewünschten Öldruck erreicht hat, wenn der Leerlaufantriebszustand stabil ist.
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Außerdem kann beispielsweise, wenn eine mit dem Start des Motors 50 beginnende Zeitpanne bis dann, wenn der Öldruck in den Kipphebelarmjustierern 62b und 62c zunimmt, vorab durch Experiment berechnet werden, und diese Zeitspanne kann als vorgegebene Periode beim Schritt S4 benutzt werden.
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Obwohl einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der wie beanspruchten, vorliegenden Erfindung verändert oder ausgetauscht werden.
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Bei der Ausführungsform sind die drei Kipphebelarme 63a bis 63c und die drei Nocken Ca bis Cc für den einzelnen Zylinder 51a vorgesehen, aber sie sind darauf nicht beschränkt. Beispielsweise können der Kipphebelarm 63a, der Nocken Ca und der Kupplungsmechanismus 632 nicht vorgesehen sein. Das heißt, die zwei Kipphebelarme 63b und 63c können jeweils durch zwei Nocken Cb und Cc mit unterschiedlichen Nockenprofilen betätigt werden. In diesem Falle, im gekuppelten Zustand der Kipphebelarme 63b und 63c heben sich die zwei Einlassventile 54 wie durch die in 6A dargestellte Hubkurve Lb gezeigt. Im nicht gekuppelten Zustand hebt sich das eine Einlassventil 54 wie durch die Hubkurve Lb dargestellt und das andere Einlassventil 54 hebt sich, wie durch die in 6B dargestellte Hubkurve Lc gezeigt. Des Weiteren kann nur einer der zwei Kipphebelarme 63b und 63c durch einen einzelnen Nocken betätigt werden. In diesem Falle werden im gekuppelten Zustand der Kipphebelarme 63b und 63c die zwei Einlassventile 54 durch den einzigen Nocken über die Kipphebelarme 63b und 63c betätigt. Im Gegensatz dazu wird im nicht gekuppelten Zustand einer der Kipphebelarme 63b und 63c durch den Nocken betätigt, der andere wird im gestoppten Zustand gehalten, so dass nur eines der zwei Einlassventile 54 betätigt wird.
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Die oben beschriebene variable Ventilvorrichtung 60 kann auf der Seite des Auslassventils 33 vorgesehen sein, oder auf der Seite des Einlassventils 54 und des Auslassventils 55.
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Der Öldruck wird den beiden Kipphebelarmjustierern 62b und 62c über die Ölkanäle R11, R3b und R3c zugeführt, aber ist nicht auf diese beschränkt. Beispielsweise kann ein Ölkanal vorgesehen sein, der mit dem Ölkanal R11 und einem der Kipphebelarmjustierer 62b und 62c verbunden ist, und der Öldruck kann vom Ölkanal R11 zu einem der Kipphebelarmjustierer 62b und 62c über den Ölkanal RL zum anderen Kipphebelarmjustierer zugeführt werden.
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Der Kipphebelarmjustierer kann am Zylinderkopf angebracht sein und die hintere Endseite des Kipphebelarms abstützen, die dessen vorderen, mit dem Ventil in Kontakt stehenden Ende gegenüberliegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-232078 [0003, 0005]
- JP 2009-264200 [0003]
- JP 210-275960 [0003]