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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung im allgemeinen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Ventiltaktungssteuerungs- und
Regelungseinrichtung zum Regeln einer Öffnungs- und Schließzeit von
zumindest entweder einem Einlaßventil
oder einem Auslaßventil
eines Verbrennungsmotors auf der Basis des Laufzustands eines in
einem Fahrzeug montierten Verbrennungsmotors.
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Im allgemeinen enthält eine
variable Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungsvorrichtung ein Antriebselement,
das synchron zu einer Kurbelwelle drehbar ist, ein drehbares angetriebenes
Element, das mit einer Nockenwelle verbunden ist, die koaxial zu
dem Antriebselement angeordnet ist, eine Hydraulikkammer, die an
entweder dem Antriebselement oder dem angetriebenen Element ausgebildet ist,
eine Schaufel, die die Hydraulikkammer in eine Kammer vorauseilenden
Winkels und eine Kammer nacheilenden Winkels teilt, einen Phasensteuerungsmechanismus
für die
Relativrotation, der die Phase der Relativrotation zwischen dem
Antriebselement und dem angetriebenen Element zwischen einer am weitesten
nacheilenden Winkelphase, in der das Volumen der Kammer vorauseilenden
Winkels maximal ist, und einer Phase mit am weitesten vorauseilendem
Winkel, in der ein Volumen der Kammer nacheilenden Winkels maximal
ist, durch das Zuführen
oder Abgeben von Arbeitsfluid an die Kammer vorauseilenden Winkels
beziehungsweise die Kammer nacheilenden Winkels und/oder aus der
Kammer vorauseilenden Winkels oder der Kammer nacheilenden Winkels
steuert.
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Ferner enthält die variable Ventiltaktungsregelungseinrichtung
einen Arretiermechanismus, der die Relativrotation zwischen dem
Antriebselement und dem angetriebenen Element einschränkt, wenn die
Relativrotationsphase eine vorgegebene Arretierphase zwischen der
Phase des am weitesten vorauseilenden Winkels und der Phase des
am weitesten nacheilenden Winkels beim Anlassen des Motors ist, um
zu verhindern, daß die
Schaufel in der Fluiddruckkammer durch ein periodischen Fluktuationsdrehmoment
eines Nockens oszilliert, das durch das Öffnen und Schließen des
Ventils durch die Nockenwelle hervorgerufen wird, und um ein gleichmäßiges Anlassen
des Motors zu ermöglichen
und den Abstand der Relativrotations phase der beiden Rotationselemente
zu justieren, der sich in sowohl die Richtung des vorauseilenden
Winkels als auch die Richtung des nacheilenden Winkels erstreckt.
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Der beschriebene Arretiermechanismus spannt
einen Arretierkörper,
der auf dem drehbaren Antriebselement vorgesehen ist, auf die Seite
des drehbaren angetriebenen Elements durch eine Feder vor und setzt
den erwähnten
Arretierkörper
in eine Arretierölkammer
ein, die auf dem drehbaren angetriebenen Element vorgesehen ist,
und begrenzt die erwähnte
Relativrotation und erzielt den Arretierzustand. Andererseits zieht
der erwähnte
Arretiermechanismus den Arretierkörper auf die Seite des drehbaren
Antriebselements zurück,
indem Arretieröl
in die Arretierölkammer
zugeführt
wird und Öldruck
vorgesehen wird, und hebt den erwähnten Arretierstatus auf.
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Eine bekannte Ventiltaktungssteuerungs- und
Regelungsvorrichtung allgemeiner Art ist in der japanischen Offenlegungsschrift
2001-50063 offenbart und erfaßt
die Relativrotationsphase zwischen dem drehbaren Antriebselement
und dem drehbaren angetriebenen Element beim Anhalten des Motors aufgrund
der Eingabe eines Signals von dem Zündschalter, das das Anhalten
des Motors anzeigt, und führt
eine Feedbackregelung des erwähnten
Relativrotationsphasenregelungsmechanismus durch und stellt die
Relativrotationsphase der beiden Rotationselemente auf die Arretierphasenseite
ein und begrenzt die erwähnte
Relativrotation und erzielt den Arretierstatus durch den erwähnten Arretiermechanismus.
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Dabei muß allerdings der beschriebene
Regelungsmechanismus der erwähnten
der Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung Arretieröl aus der
Arretierölkammer
abführen
und den erwähnten
Arretierstatus während
der verhältnismäßig kurzen
Zeit zwischen der Eingabe eines Signals von dem Zündschalter,
das das Anhalten des Motors anzeigt, bis zum Ende der Rotation der
Kurbelwelle erreichen. Der erwähnte
Regelungsmechanismus der beschriebenen Ventiltaktungsregelungseinrichtung kann
den erwähnten
Arretierstatus manchmal nicht erreichen, wenn das Motoröl noch auf
niedriger Temperatur ist und eine hohe Viskosität besitzt, solange der Motor
nicht warm ist.
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Daher durchläuft bei einer bekannten Ventiltaktungssteuerungs-
und Regelungseinrichtung der allgemeinen Art, die in der japanischen
Offenlegungsschrift 2001-355468 beschrieben ist, die Relativrotationsphase
der beiden Rotationselemente die Arretierphase, und diese Ventil taktungssteuerungs- und
Regelungseinrichtung erzielt den Arretierstatus durch den Arretiermechanismus,
indem die Kammer vorauseilenden Winkels, die Kammer nacheilenden Winkels
und die Arretierölkammer
in einen Ablaßzustand
gebracht werden, wenn die Kurbelwelle zwangsweise durch den Anlasser
bei der Eingabe eines Signals vom dem Zündschalter gedreht wird, das das
Anhalten des Motors angibt (was nachfolgend als "Cranking" bezeichnet wird), und indem die erwähnte Schaufel
in der Fluiddruckkammer durch das Fluktuationsdrehmoment des Nockens
oszilliert, um den erwähnten
Arretierzustand beim Anlassen des Motors zu erzielen.
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Die Gründe dafür, daß das Erzielen des erwähnten Arretierstatus
verhindert wird, sind daß das verbleibende
Arbeitsöl
in der Kammer vorauseilenden Winkels oder der Kammer nacheilenden
Winkels die Relativrotation verhindern, mit anderen Worten die Oszillation
in der Fluiddruckkammer zwischen dem drehbaren Antriebselement und
dem drehbaren angetriebenen Element, und daß das verbleibende Öl in der
Arretierölkammer
verhindert, daß der
Arretierkörper
in die Arretierölkammer
eingeführt
wird.
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Insbesondere in dem Fall, in dem
das Motoröl
auf geringer Temperatur ist, wenn der Motor nicht warm ist, und
der Motor unmittelbar nach dem Anhalten des Motors wieder angelassen
wird, können
das Arbeitsöl
in der Kammer vorauseilenden Winkels oder der Kammer nacheilenden
Winkels und das Arretieröl
in der Arretierölkammer
gelegentlich nicht vollständig
abgeführt
werden, da das Motoröl
noch auf geringer Temperatur ist und hohe Viskosität besitzt.
In dem Fall, in dem das Arretieröl
nicht vollständig
aus der Arretierölkammer
abgeführt
wird, verhindert das erwähnte
Arretieröl
die Relativrotation der beiden Rotationselemente und das Einführen des
Arretierkörpers,
so daß der
Arretierzustand nicht erreicht werden kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Ventiltaktungsregelungsvorrichtung vorzusehen,
die die beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine verbesserte Ventiltaktungsregelungsvorrichtung vorzusehen,
die exakt einen Arretierstatus erreicht, um die Relativrotation
zwischen dem drehbaren Antriebselement und dem drehbaren angetriebenen
Element zu begrenzen.
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Die Erfindung sieht eine variable
Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung vor, enthaltend:
ein Antriebselement, das synchron zu einer Kurbelwelle drehbar ist,
ein drehbares angetriebenes Element, das mit einer Nockenwelle verbunden
ist, die koaxial zu dem Antriebselement angeordnet ist, eine Hydraulikkammer,
die an dem Antriebselement oder dem angetriebenen Element ausgebildet
ist, eine Schaufel, die die Hydraulikkammer in eine Kammer vorauseilenden
Winkels und eine Kammer nacheilenden Winkels teilt, einen Regelungsmechanismus
für eine
Relativrotationsphase, der eine Relativrotationsphase zwischen dem
Antriebselement und dem angetriebenen Element zwischen einer am
weitesten nacheilenden Winkelphase, in der ein Volumen der Kammer
vorauseilenden Winkels maximal ist, und einer am weitesten vorauseilenden
Winkelphase, in der ein Volumen der Kammer nacheilenden Winkels
maximal ist, durch das Zuführen
oder Ablassen von Arbeitsfluid zu und/oder von der Kammer vorauseilenden
Winkels und der Kammer nacheilenden Winkels regelt, einen Arretiermechanismus,
der eine Relativrotation zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen
Element begrenzt, wenn die Relativrotationsphase eine vorgegebene
Arretierphase zwischen der Phase des am weitesten vorauseilenden
Winkels und der Phase des am weitesten nacheilenden Winkels ist,
einen Regelungsmechanismus, der eine Zwischenphasenfunktion bei
der Eingabe eines Signals, das das Anhalten eines Motors anzeigt, durchführt, um
die Relativrotationsphase zwischen der Phase des am weitesten vorauseilenden
Winkels und der Phase des am weitesten nacheilenden Winkels zu positionieren,
indem der Regelungsmechanismus für
die Relativrotationsphase betätigt
wird, und der eine Fluidablaßfunktion
durchführt,
um das Arbeitsfluid aus sowohl der Kammer des vorauseilenden Winkels
als auch der Kammer des nacheilenden Winkels abzulassen, nachdem
die Zwischenphasenfunktion ausgeführt worden ist.
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1 ist
eine axiale Querschnittsansicht, die die Struktur der Ventiltaktungssteuerungs-
und Regelungseinrichtung zeigt.
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2 ist
eine Querschnittsansicht, die den Arretierzustand der Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung
mittels des Arretiermechanismus zeigt.
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3 ist
eine Querschnittsansicht, die den entriegelten Zustand der Ventiltaktungssteuerungs- und
Regelungseinrichtung durch den Arretiermechanismus zeigt.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise des Regelungsventils zeigt.
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5 ist
ein Taktungsdiagramm, das einige Zustandssituationen beim Anlassen
des Motors zeigt.
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6 ist
ein Flußdiagramm,
das den Regelungszustand der Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung
beim Anhalten des Motors zeigt.
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7 ist
ein Flußdiagramm,
das das Halten der Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung,
das in 6 dargestellt
ist, zeigt.
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8 ist
ein Flußdiagramm,
das den in 6 gezeigten
Transfer der Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung
zeigt.
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9 ist
eine Taktungsdarstellung, die einige Zustandssituationen zeigt,
wenn das Halten beim normalen Anhaltevorgang durchgeführt wird.
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10 ist
ein Taktungsdiagramm, das einige Zustandssituationen zeigt, wenn
der Transfer beim normalen Anhaltevorgang durchgeführt wird.
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11 ist
ein Taktungsdiagramm, das einige Zustandssituationen zeigt, wenn
das Halten und der Transfer nicht im normalen Anhaltevorgang durchgeführt werden.
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12 ist
ein Taktungsdiagramm, das einige Zustandssituationen zeigt, wenn
das Halten nicht im abnormalen Anhaltevorgang durchgeführt wird.
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13 ist
ein Taktungsdiagramm, das einige Zustandssituationen zeigt, wenn
das Halten im abnormalen Anhaltevorgang durchgeführt wird.
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Eine Ventiltaktungssteuerungs- und
Regelungseinrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Verweis auf die Figuren beschrieben.
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Eine Ventiltaktungssteuerungs- und
Regelungseinrichtung gemäß 1 ist mit einem äußeren Rotor 2,
der das antreibende Rotationselement ist, das gleichzeitig mit der
Kurbelwelle des Motors für das
Fahrzeug gedreht wird, und einem inneren Rotor 1, der das
angetriebene Rotationselement ist, das gleichzeitig mit der Nockenwelle 3 gedreht
wird, versehen.
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Der innere Rotor 1 ist integral
auf dem vorspringenden Ende der Nockenwelle 3 angebracht, das
zusammen mit der Nockenwelle 3 drehbar ist, die auf einem
Zylinderkopf des Motors befestigt ist. Der äußere Rotor 2 ist am
Außenumfang
des inneren Rotors 1 derart angebracht, daß er sich
innerhalb eines vorgegebenen Bereichs relativ zu dem inneren Rotor 1 drehen
kann, und enthält
eine Frontplatte 22 und eine rückwärtige Platte 23 und
einen Taktungszahnkranz 20, der integral auf dem Außenumfang
des äußeren Rotors 2 befestigt
ist.
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Das die Rotation übertragende Element 24, das
eine Steuerkette oder ein Zahnriemen oder ähnliches ist, wird zwischen
dem Taktungszahnkranz 20 und einem Zahnrad angebracht,
das auf der Kurbelwelle des Motors befestigt ist.
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Wenn die Kurbelwelle beginnt gedreht
zu werden, wird das Rotationsdrehmoment an den Taktungszahnkranz 20 über das
die Rotation übertragende
Element 24 übertragen.
Der am Taktungszahnkranz 20 vorgesehene äußere Rotor 2 wird
in der Rotationsrichtung S, wie es in 2 dargestellt ist,
gedreht. Der innere Rotor 1 wird in der Rotationsrichtung
S gedreht und die Nockenwelle 3 wird gedreht. Die auf der
Nockenwelle 3 befestigten Nocken drücken ein Einlaßventil
oder ein Auslaßventil
nach unten und öffnen
es.
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Der äußere Rotor 2, der
mit mehreren Vorsprüngen 4 versehen
ist, die als Schuh eingesetzt werden, der in radialer Richtung vorsteht,
sind Seite an Seite in Rotationsrichtung angebracht. Eine Fluiddruckkammer 40,
die zwischen dem inneren Rotor 1 und dem äußeren Rotor 2 definiert
ist, ist zwischen den Stoßbereichen 4 auf
dem äußeren Rotor 2 ausgebildet.
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Schaufelkanäle 41 sind auf der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Rotors 1 in der Position ausgebildet, die auf jede
der Fluiddruckkammern 40 gerichtet ist. Eine Schaufel 5,
die die Fluiddruckkammer 40 in eine Kammer 43 vorauseilenden
Winkels und eine Kammer 42 nacheilenden Winkels in Relativrotationsrichtung
(der S1, S2 Richtung, die in 2 dargestellt
ist) teilt, ist in den Schaufelkanal 41 derart eingesetzt,
daß sie
in Radialrichtung verschiebbar ist.
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Die Kammer vorauseilenden Winkels 43 ist mit
einem Durchlaß 11 vorauseilenden
Winkels verbunden, der am inneren Rotor 1 ausgebildet ist.
Die Kammer 42 nacheilenden Winkels ist mit einem Durchlaß 10 nacheilenden
Winkels verbunden, der am inneren Rotor 1 ausgebildet ist.
Der Durchlaß 11 vorauseilenden
Winkels und der Durchlaß 10 nacheilenden
Winkels sind mit einem später
beschriebenen Hydraulikdruckkreis 7 verbunden.
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Der Hydraulikdruckkreis 7 arbeitet
als Regelungseinrichtung für
die Relativrotationsphase, die Motoröl als Arbeitsöl an beziehungsweise
von einer oder beiden Kammern aus der Kammer vorauseilenden Winkels 43 oder/und
der Kammer 42 nacheilenden Winkels über den Durchlaß 10 nacheilenden Winkels
und den Durchlaß 11 vorauseilenden
Winkels zuführt
und abläßt. Der
Hydraulikdruckkreis 7 verändert die Relativposition der
Schaufel 5 in der Fluiddruckkammer 40 und regelt
die Relativrotationsphase des inneren Rotors 1 und des äußeren Rotors 2 (anschließend als
Relativrotationsphase beider Rotoren bezeichnet) zwischen der Phase
des am weitesten vorauseilenden Winkels (die Relativrotationsphase
beider Rotoren, bei der das Volumen der Kammer 43 vorauseilenden
Winkels maximal ist) und der Phase des am weitesten nacheilenden
Winkels (der Relativrotationsphase beider Rotoren, bei der das Volumen
der Kammer 42 nacheilenden Winkels maximal ist).
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Insbesondere enthält der Hydraulikdruckkreis 7 eine
Pumpe 70 und ein Regelungsventil 76 und eine Ölwanne 75.
Die Pumpe 70 wird durch die Antriebskraft des Motors betrieben
und führt
das Motoröl,
das Arbeitsöl
ist, oder das später
beschriebene Arretieröl
an das Regelungsventil 76 zu. Das Regelungsventil 76 führt Öl an mehrere Öffnungen
durch Verändern
der Positionen des Kolbens zu und davon ab, wobei die Elektrizitätsmenge
der ECU 9 gesteuert wird. Die Ölwanne 75 speichert
Motoröl.
Der beschriebene Durchlaß 11 vorauseilenden
Winkels und der Durchlaß 10 nacheilenden
Winkels sind mit einer festgelegten Öffnung des erwähnten Regelungsventils 76 verbunden.
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Ein Arretiermechanismus 6,
der die Relativrotationsphase beider Rotoren festlegt, wenn die
Relativrotationsphase beider Rotoren in der vorgegebenen Arretierphase
zwischen der Phase des am weitesten vorauseilenden Winkels und der
Phase des am weitesten verzögerten
Winkels ist, ist zwischen dem inneren Rotor 1 und dem äußeren Rotor 2 vorgesehen.
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Der Arretiermechanismus 6 enthält einen nacheilenden
Arretierbereich 6A und einen vorauseilenden Arretierbereich 6B und
eine Arretierölkammer 62,
die als konkaver Bereich an einem der Bereiche auf der Umfangsoberfläche des
inneren Rotors 1 ausgebildet ist.
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Der nacheilende Arretierbereich 6A und
der vorauseilenden Arretierbereich 6B weisen einen Arretierkörper 60 auf,
der auf dem äußeren Rotor 2 derart
vorgesehen ist, daß er
in Radialrichtung verschiebbar ist, und eine Feder 61,
die den Arretierkörper 60 in
Radialrichtung vorbelastet. Die Gestalt des Arretierkörpers 60 kann
eine plattenförmige,
stiftförmige
oder eine andere Form einnehmen.
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Der erwähnte nacheilende Arretierbereich 6A verhindert
die Relativrotation des inneren Rotors 1 bezüglich einer
Rotation in die Richtung des nacheilenden Winkels aus der Arretierphase
relativ zu dem äußeren Rotor 2,
wenn der Arretierkörper 60 in die
Arretierölkammer 62 eingeführt ist.
Der erwähnte vorauseilende
Arretierbereich 6B verhindert die Relativrotation des inneren
Rotors 1 bezüglich
einer Rotation in die Richtung des vorauseilenden Winkels aus der
Arretierphase, wenn der Arretierkörper 60 in die Arretierölkammer 62 eingeführt ist.
Ein sogenannter Arretierstatus, in dem die Relativrotationsphase
beider Rotoren in der vorgegebenen Arretierphase festgehalten wird,
die zwischen der am weitesten vorauseilenden Winkelphase und der
am weitesten verzögerten
Winkelphase liegt, kann durch Einführen beider Arretierkörper 60 des
nacheilenden Arretierbereichs 6A und des vorauseilenden
Arretierbereichs 6B in die Arretierölkammer 62 erzielt
werden. Die erwähnte
Arretierphase wird auf die Phase festgelegt, in der die Öffnungs-
und Schließtaktung
des Ventils des Motors ein gleichmäßiges Anlassen des Motors bewirkt.
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Die erwähnte Arretierölkammer 62 steht
mit einem Arretieröldurchlaß 63 in
Verbindung, der in dem inneren Rotor 1 ausgebildet ist.
Der Arretieröldurchlaß 63 ist
mit der festgelegten Öffnung
auf dem Regelungsventil 76 des beschriebenen Öldruckkreises 7 verbunden.
Mit anderen Worten führt
der Hydraulikdruckkreis 7 Motoröl als Arretieröl über den
Arretieröldurchlaß 63 zu
der Arretierölkammer 62 zu und
davon ab. Der Arretierkörper 60 gleitet
zurück und
löst den
Arretierzustand der Relativrotationsphase beider Rotoren, wie es
in 3 dargestellt ist, wenn
das Arretieröl
an die Arretierölkammer 62 von dem
Regelungsventil 76 zugeführt wird.
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Wie es in 4 dargestellt ist, verändert das Regelungsventil 76 des Öldruckkreises 7 die
Position des Kolbens aus einer Position W1 in eine Position W4 proportional
zu der Elektrizitätsmenge
von der ECU 9 und führt
das Motoröl
als Arretieröl
an die Kammer 43 vorauseilenden Winkels oder/und die Kammer
nacheilenden Winkels oder/und die Arretierölkammer 62 zu und
daraus ab beziehungsweise beendet die Zufuhr und Abfuhr.
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Mit anderen Worten kann, wenn die
Spulenposition des Regelungsventils 76 auf die Position
W 1 festgelegt ist, der Vorgang des Abführens zum Ablassen von Arbeitsöl aus sowohl
der Kammer 43 vorauseilenden Winkels als auch der Kammer 42 nacheilenden
Winkels und von Arretieröl
in der Arretierölkammer 62 zur Ölwanne 75 durchgeführt werden.
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Wenn die Kolbenposition des Regelungsventils 76 auf
die Position W2 festgelegt ist, kann der Transfervorgang vorauseilenden
Winkels mit dem Zuführen
von Arbeitsöl
in die Arretierölkammer 62 und
dem Lösen
des arretierten Zustands der Relativrotationsphasen beider Rotoren 1, 2 und
dem Ablassen von Arbeitsöl
aus der Kammer 42 nacheilenden Winkels und der Zufuhr von
Arbeitsöl
an die Kammer 43 vorauseilenden Winkels und ein Transfer
der Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 in
der Richtung S2 vorauseilenden Winkels durchgeführt werden.
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Wenn die Kolbenposition des Regelungsventils 76 auf
die Position W3 festgelegt ist, kann der Haltevorgang mit dem Lösen des
Arretierzustandes der Relativrotationsphasen beider Rotoren 1, 2 und einem
Beenden der Zufuhr von Arbeitsöl
an die Kammer 43 vorauseilenden Winkels und die Kammer 42 nacheilenden
Winkels und dem Halten der Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 auf
einer festgelegten Phase durchgeführt werden.
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Wenn die Kolbenposition des Regelungsventils 76 auf
eine Position W4 festgelegt ist, kann der Transfervorgang nacheilenden
Winkels mit dem Lösen
des Arretierzustandes der Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 und
dem Ablassen von Öl aus
der Kammer 43 vorauseilenden Winkels und dem Zuführen von
Arbeitsöl
an die Kammer 42 nacheilenden Winkels und dem Transfer
der Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 in
der Richtung S1 des nacheilenden Winkels ausgeführt werden. Außerdem ist
die An des Transfervorgangs des Regelungsventils 76 nicht
auf die beschriebene An festgelegt und kann zeitgerecht verändert werden.
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Die für den Motor vorgesehene ECU 9 besitzt
einen Speicher, der das spezifizierte Programm speichert, und eine
CPU und eine Eingangs-Ausgangs-Schnittstelle usw. und wirkt als
Regelungsmechanismus für
die Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung dieser Erfindung.
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Ein Erfassungssignal eines Nockenwinkelsensors 90a,
das die Phase der Nockenwelle erfaßt, eines Kurbelwinkelsensors 90b,
der die Phase der Kurbelwelle erfaßt, eines Öltemperatursensors 90c, der
die Motoröltemperatur
erfaßt,
eines Rotationssensors 90d, der die Drehzahl der Kurbelwelle
erfaßt (die
Motordrehzahl), eines Zündschalters
(abgekürzt als
IG/SW), eines Sensors für
die Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Kühlwassertemperatursensors des
Motors, eines Drosselöffnungssensors
und anderer Sensoren werden der ECU 9 als Eingabe zugeführt. Die
ECU 9 kann die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 der
Ventiltaktungsregelungseinrichtung aus der durch den Nockenwinkelsensor 90a erfaßten Nockenwellenphase
und der Kurbelwellenphase, die durch den Kurbelwinkelsensor 90b erfaßt wird,
ermitteln.
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Die ECU 9 reguliert die
Stärke
(Menge) der dem Regelungsventil 76 des beschriebenen Ölkreises 7 zugeführten Elektrizität auf der
Basis der erwähnten
Motoröltemperatur,
der Kurbelwellendrehzahl, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Drosselöffnungshub
und anderen Motorleistungsparametern und regelt die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 auf die Phase, die für die Leistungsparameter passend
ist.
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Als nächstes wird der Regelungszustand
der Ventiltaktungsregelungseinrichtung beim Anlassen des Motors
auf der Basis von 5 erklärt.
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Die ECU 9 als Regelungsmechanismus
kurbelt die Kurbelwelle und läßt den Motor
an, nachdem ein Motorstartsignal der ECU 9 von dem IG/SW 90e eingegeben
wird. Die ECU 9 transferiert den Kolben des Regelungsventils 7 auf
die Position W1 und läßt Arbeitsöl in der
Kammer 43 vorauseilenden Winkels, der Kammer 42 nacheilenden
Winkels und der Arretierölkammer 62 ab,
wenn der Motor anfährt.
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Ferner bewegt sich die Schaufel 5 in
der Fluiddruckkammer 40 durch das periodische Nokkenfluktuationsdrehmoment
hin und her, das durch das Öffnen
und Schließen
des Ventils durch die Nockenwelle erzeugt wird, wenn die Kurbelwelle
in dem Zustand gedreht wird, während
das Arbeitsöl
in sowohl der Kammer 43 vorauseilenden Winkels als auch
der Kammer 42 nacheilenden Winkels abgelassen wird. Die
Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 fluktuiert
periodisch in der festgelegten Phase, einschließlich der beschriebenen Arretierphase.
Ein Paar von Arretierkörpern 60 ist
durch die Feder 61 auf die Seite des inneren Rotors 1 vorbelastet,
wenn der Motor angelassen wird.
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Mit anderen Worten läßt die Bewegung,
die die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 periodisch
in der festgelegten Phase, einschließlich der beschriebenen Arretierphase,
fluktuiert, während
ein Paar der Arretierkörper 60 durch
die Feder 61 auf die Seite des inneren Ro tors 1 vorbelastet
ist, ein Paar der Arretierkörper 60 in
die Arretierölkammer 62 in dem
Moment eintauchen, in dem die Relativrotationsphase der beiden Rotoren 1, 2 die
Arretierphase ist, und veranlaßt,
daß die
Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 ganz
auf der Arretierphase bleibt, und läßt sie im arretierten Zustand,
wenn die Temperatur des Arretieröls
verhältnismäßig hoch
ist und der Druck des Arretieröls
in der Arretierölkammer 62 nahezu
Null ist.
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Wenn die beschriebene Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 auf die Arretierphase transferiert
wird, unmittelbar wenn der Motor angelassen wird, kann daher eine
gute Startbarkeit des Motors erzielt werden.
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Anschließend wird der Regelungszustand der
Ventiltaktungssteuerungs- und Regelungseinrichtung beim Anhalten
des Motors auf der Basis von 6 bis 13 erklärt.
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Die ECU 9 als Regelungsmechanismus
bestimmt, wenn das Motoranhaltesignal von dem IG/SW 90e eingegeben
wird (Schritt 100), wie es in 6 gezeigt
ist. Wenn die ECU 9 bestimmt, daß das Motoranhaltesignal eingegeben
ist, werden die im folgenden beschriebenen normalen Anhaltevorgänge von
Schritt 101 bis 104 gemäß einem
normalen Anhalten des Motors durchgeführt. Wenn die ECU 9 bestimmt,
daß das
Motoranhaltesignal nicht eingegeben ist, werden die nachfolgend
beschriebenen abnormalen Anhaltevorgänge von Schritt 105 bis 108 gemäß einem
abnormalen Anhalten des Motors aufgrund des Auftretens eines Motorströmungsabrisses oder ähnlichem
durchgeführt.
Nach dem Durchführen
des erwähnten
normalen Anhaltevorgangs oder der abnormalen Anhaltevorgänge transferiert
die ECU 9 den Kolben des Regelungsventils 7 in
die Position W 1 und führt
einen Ablaßvorgang
durch, um sowohl Arbeitsöl
in der Kammer 43 vorauseilenden Winkels, der Kammer 42 nacheilenden
Winkels als auch Arretieröl
in der Arretierölkammer 62 bei
Schritt 109 abzulassen.
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Zunächst wird der Modus, in dem
der Ablaßvorgang
bei dem beschriebenen Schritt 109 nach dem normalen Anhaltevorgang
durchgeführt
wird, erklärt.
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Nachdem die ECU 9 bestimmt,
daß das
Motoranhaltesignal von dem IG/SW 90e bei dem erwähnten Schritt 100 eingegeben
ist, führt
die ECU 9 zunächst
Schritt 101 aus und bestimmt, ob die Motoröltemperatur, die durch den Öltemperatursensor 90c erfaßt wird,
die vorgegebene Aufwärmtemperatur
erreicht und ob der Motor in einem Aufwärmzustand ist oder nicht.
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Wenn die ECU 9 in Schritt
101 bestimmt, daß der
Motor nicht im Aufwärmzustand
ist, führt
die ECU 9 als nächstes
Schritt 102 aus und führt
den später beschriebenen
Haltevorgang durch. Wenn die ECU 9 in Schritt 101 bestimmt,
daß der
Motor im Aufwärmzustand
ist, führt
die ECU 9 Schritt 103 aus.
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Wenn die ECU 9 in Schritt
101 bestimmt, daß der
Motor nicht im Aufwärmzustand
ist, nimmt man an, daß die
Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 auf
der Arretierphase durch den Arretiermechanismus 6 gehalten
wird, wobei die Kolbenposition des Regelungsventils 76 auf
die Position W 1 gesetzt ist, oder daß die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 in der Nähe der Arretierphase gehalten
wird, die in der Phasenmitte zwischen der erwähnten am weitesten vorauseilenden
Winkelphase und der am weitesten nacheilenden Winkelphase ist, wobei
die Kolbenposition des Regelungsventils 76 auf die Position
W3 festgelegt ist.
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Wenn die ECU 9 in Schritt
101 bestimmt, daß der
Motor nicht in einem Aufwärmzustand
ist, hält
die ECU 9 daher die Zufuhr von Elektrizität zum Regelungsventil 76 bezüglich der
Elektrizität
bei der Eingabe des Motoranhaltesignals aufrecht, bis die Drehzahl
des Motors Null wird, wie es in 7 gezeigt
ist. Die ECU 9 führt
den Haltevorgang aus, um die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 in
der Phasenmitte zu halten, die bei der Eingabe des Motoranhaltesignals
vorliegt. Nach dem Haltevorgang bei Schritt 102 führt die
ECU 9 den Ablaßvorgang
gemäß dem beschriebenen
Schritt 109 aus.
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Mit anderen Worten, wenn die ECU 9 in Schritt
101 bestimmt, daß der
Motor nicht in einem Aufwärmzustand
ist, hält
die ECU 9 die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 und
führt den
Ablaßvorgang
bei dem beschriebenen Schritt 102 des Haltevorgangs aus, wie es
in 9 gezeigt ist, bis
die Rotation der Kurbelwelle beim Haltevorgang des beschriebenen
Schritts 102 anhält.
Wenn das Arbeitsöl in
der Kammer 43 vorauseilenden Winkels oder der Kammer 42 nacheilenden
Winkels oder der Arretierölkammer 62 aufgrund
einer hohen Viskosität
bei geringer Temperatur nicht abgelassen wird und die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 nicht breit genug oszillieren
kann, oszilliert die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 in
der Nähe
der Phasenmitte und kann exakt durch die die Arretierphase geführt werden
und wird durch den Arretiermechanismus 6 im Arretierzustand festgelegt.
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Wenn die ECU 9 im beschriebenen Schritt 101
bestimmt, daß der
Motor im Aufwärmzustand
ist, führt
die ECU 9 Schritt 103 aus und erfaßt die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 durch die Phase der Nockenwelle,
die durch die Nockenwinkelsensor 90a erfaßt wird,
und die Phase der Kurbelwelle, die durch den Kurbelwinkelsensor 90b erfaßt wird, und
bestimmt, ob die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 die
Phasenmitte ist.
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Wenn die ECU 9 bestimmt,
daß die
Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 die
am weitesten nacheilende Winkelphase ist oder die Phase des am weitesten
vorauseilenden Winkels ist, die nicht die Phasenmitte ist, führt die
ECU 9 den Transfervorgang in dem später beschriebenen Schritt 104
aus. Wenn die ECU 9 bestimmt, daß die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 die Phasenmitte ist, wird das
Ablassen gemäß dem beschriebenen
Schritt 109 ausgeführt.
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Der Transfervorgang des beschriebenen Schritts
104, wie er in 8 gezeigt
ist, zum Transferieren der Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 in
die Phasenmitte berechnet zunächst
die Elektrizitätsmenge
für das
Regelungsventil 76 und die Elektrizitätszeit für das Aufrechterhalten der
Zufuhr von Elektrizität
als Regelungsparameter für
das Regelungsventil 76 auf der Basis der Motoröltemperatur, die
durch den Öltemperatursensor 90c erfaßt wird, der
Kurbelwellendrehzahl, die durch den Rotationssensor 90d erfaßt wird,
der Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2,
die durch den Nockenwinkelsensor 90a und den Kurbelwinkelsensor 90b erfaßt wird, der
Temperatur des Kühlwassers,
der Schaltstellung des Automatikgetriebes und der Motorbetriebsparameter
in dem Augenblick, in dem das Signal zum Anhalten des Motors eingegeben
wird. Dann wird das Regelungsventil 76 auf der Basis der
beschriebenen berechneten Regelungsparameter geregelt. Der Bewegungsvorgang
im Hinblick auf einen vorauseilenden Winkel oder der Bewegungsvorgang
im Hinblick auf einen nacheilenden Winkel wird ausgeführt, indem
die Position des Kolbens des Regelungsventils 76 auf die
Position W2 oder die Position W4 festgelegt wird.
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Mit anderen Worten werden die erforderliche Zufuhr
von Elektrizität
für das
Regelungsventil 76 und die Elektrizitätszeit für das Aufrechterhalten der
Elektrizitätszufuhr
zum Festlegen der Position des Kolbens des Regelungsventils 76 auf
die Position W2 oder die Position W4 durch Realisieren des Zieljustiervolumens
für das
Verschieben der Relativrotationsphase der beiden Rotoren 1, 2 auf
die Phasenmitte beim Anhalten des Motors in Schritt 104 des Trans fervorgangs
berechnet, um das Zieljustiervolumen für die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 zu erzielen.
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Die Relativrotationsphase der beiden
Rotoren 1, 2 wird auf die Phasenmitte verschoben,
indem Elektrizität
für das
Regelungsventil 76 entsprechend der berechneten Elektrizitätsmenge
und Elektrizitätszeit
angeschaltet wird und indem der Transfervorgang bezüglich des
vorauseilenden Winkels oder der Transfervorgang bezüglich des
nacheilenden Winkels durch das Regelungsventil 76 während der
festgelegten Elektrizitätszeit
durchgeführt
wird, selbst wenn die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 die
am weitesten nacheilende Winkelphase oder die am weitesten vorauseilende
Winkelphase in dem Moment ist, in dem das Motoranhaltesignal eingegeben
wird. Dann wird der beschriebene Ablaßvorgang in Schritt 109 durchgeführt und
verhältnismäßig heißes Arbeitsöl und Arretieröl werden
unmittelbar abgeführt
und die erwähnte
Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 oszilliert
in der Phasenmitte und das Arbeitsöl in sowohl der Kammer vorauseilenden
Winkels als auch der Kammer nacheilenden Winkels wird abgeführt und
der Motor stoppt.
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Wenn somit in Schritt 101 bestimmt
wird, daß der
Motor im Aufwärmzustand
ist, und bestimmt wird, daß die
Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 nicht
die Phasenmitte ist, wird der Ablaßvorgang in Schritt 109 durchgeführt, nachdem
die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 auf
die Phasenmitte festgelegt ist, wie es in 10 dargestellt ist. Da das Arbeitsöl in der
Kammer 43 vorauseilenden Winkels oder der Kammer 42 nacheilenden
Winkels oder das Arretieröl
in der Arretierölkammer 62 eine
verhältnismäßig hohe
Temperatur aufweist und eine geringe Viskosität nach dem Ablaßvorgang
beim Anhalten des Motors oder nach dem Beginn des Cranking der Kurbelwelle
beim erneuten Anlassen des Motors besitzt, kann die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 hervorragend in der Phasenmitte
oszillieren und es kann durch den Arretiermechanismus 6 sichergestellt
werden, daß sie
im Arretierzustand ist, der exakt durch die Arretierphase läuft.
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Wenn hingegen bestimmt wird, daß die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 die Phasenmitte ist, oszilliert
die ECU 9 hervorragend und kann die beschriebene Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 im Arretierzustand durch den Arretiermechanismus 6 nach
dem Ablaßvorgang
beim Anhalten des Motors oder nach dem Beginn des Cranking der Kurbelwelle
beim erneuten Anlassen des Motors sicherstellen, indem der Ablaßvorgang
des be schriebenen Schritts 109 unmittelbar wie es in 11 gezeigt ist durchgeführt wird,
da das Arbeitsöl
in der Kammer 43 vorauseilenden Winkels oder der Kammer 42 nacheilenden
Winkels oder das Arretieröl
in der Arretierölkammer 62 eine
verhältnismäßig hohe
Temperatur und geringe Viskosität
besitzt.
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Als nächstes wird der Modus, in dem
der Ablaßvorgang
des beschriebenen Schritts 109 nach dem Ausführen des abnormalen Anhaltevorgangs durchgeführt wird,
erklärt.
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Beim abnormalen Anhaltevorgang fuhrt
die ECU 9 zunächst
Schritt 105 aus und bestimmt, ob ein Motorströmungsabriß vermieden wird, indem ein
Verhinderungssignal für
den Motorabrißvorgang
eingegeben wird, nachdem im beschriebenen Schritt 109 bestimmt ist,
daß das
Motoranhaltesignal nicht von dem IG/SW 90e eingegeben ist. Wenn
der Motorströmungsabriß vermieden
werden kann, wird die normale Betriebsregelung durchgeführt und
der Motor läuft
weiter.
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Für
den Fall, in dem bestimmt wird, daß ein Motorströmungsabriß nicht
verhindert wird, wird Schritt 106 durchgeführt und es wird bestimmt, ob
die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 in
der Nähe
der Arretierphase ist, ebenso wie beim beschriebenen Schritt 103.
Andererseits wird Schritt 107 ausgeführt und es wird bestimmt, ob
der Motor im Aufwärmzustand
ist oder nicht, gleich wie bei dem beschriebenen Schritt 101.
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Für
den Fall, in dem im beschriebenen Schritt 106 bestimmt wird, daß die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 nicht die Phasenmitte ist, oder
für den
Fall, daß der
Motor im Aufwärmzustand ist,
aber die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 als
in der Phasenmitte im vorher beschriebenen Schritt 106 bestimmt
wird, wird der Ablaßvorgang 108 des
erwähnten
Schritts 109 unmittelbar ausgeführt.
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In dem Fall, in dem die Relativrotationsphase beider
Rotoren 1, 2 nicht in der Phasenmitte ist oder der
Motor im Aufwärmzustand,
kann die Relativrotationsphase beider Rotoren 1, 2 effizient
oszillieren und das Arbeitsöl
in sowohl der Kammer 43 vorauseilenden Winkels als auch
der Kammer 42 nacheilenden Winkels wird hervorragend abgeführt, indem
unmittelbar der Ablaßvorgang
ausgeführt
wird, wenn die Rotation der Kurbelwelle unmittelbar nach dem Motorströmungsabriß endet,
und der Motor kann angehalten werden. Daher oszilliert die Re lativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 effizient und der Arretierzustand
wird durch den Arretiermechanismus 6 nach dem Ablaßvorgang
beim Anhalten des Motors oder nach dem Beginn des Cranking der Kurbelwelle beim
Wiederanlassen des Motors sichergestellt.
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Andererseits wird in dem Fall, in
dem im beschriebenen Schritt 106 bestimmt wird, daß die Relativrotationsphase
beider Rotoren 1, 2 die Phasenmitte ist und der
Motor nicht im Aufwärmzustand
ist, die Elektrizitätszufuhr
für das
Regelungsventil 76 auf der Elektrizitätsmenge zu dieser Zeit gehalten
und der Haltevorgang zum Beibehalten der Relativrotationsphase beider
Rotoren 1, 2 in der Phasenmitte wird durchgeführt und
der Ablaßvorgang
des erwähnten Schritts
109 wird nach dem Haltevorgang des beschriebenen Schritts 108 ausgeführt.
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Wenn mit anderen Worten die ECU 9 in Schritt
107 bestimmt, daß der
Motor nicht im Aufwärmzustand
ist, hält
die ECU 9 die Relativrotationsphase der beiden Rotoren 1, 2 und
führt das
Ablassen im erwähnten
Schritt 109 des Haltevorgangs aus, wie es in 13 gezeigt ist, bis die Rotation der
Kurbelwelle beim Haltevorgang des beschriebenen Schritts 108 stoppt.
Wenn das Arbeitsöl
in der Kammer 43 vorauseilenden Winkels oder der Kammer 42 nacheilenden
Winkels oder der Arretierölkammer 62 aufgrund
hoher Viskosität
bei niedriger Temperatur nicht abgeführt wird und die Relativrotationsphase der
beiden Rotoren 1, 2 nicht ausreichend breit oszilliert
werden kann, wird die Relativrotationsphase beiden Rotoren 1, 2 in
der Nähe
der Phasenmitte oszilliert und kann exakt durch die Arretierphase
geführt werden,
und der Arretierzustand wird durch den Arretiermechanismus 6 sichergestellt.
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Wenn auch bei dieser Ausführungsform
der Erfindung das Regelungsventil aus einem einzigen Ventil besteht,
ist es möglich,
daß das
Regelungsventil aus mehreren Hydraulikregelungsventilen besteht
und nicht nur ein Einzelventil angewendet wird. Beispielsweise ist
es möglich,
daß das
Regelungsventil ein Regelungsventil enthält, daß das Arbeitsöl an die
Kammer 42 nacheilenden Winkels zu- und abführt und
ein Regelungsventil, daß das
Arbeitsöl
an die Kammer 43 vorauseilenden Winkels zu- und abführt, und
ein Regelungsventil, daß das
Arbeitsöl
an die Arretierölkammer 62 zu-
und abführt.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung wird bestimmt, ob der Motor im Aufwärmzustand
ist oder nicht, indem ermittelt wird, ob die Motoröltemperatur
eine vorgegebene Temperatur erreicht. Es ist jedoch als alternativer
Weg dazu auch möglich,
daß man
be stimmt, ob der Motor im Aufwärmzustand
ist oder nicht, indem man ermittelt, ob die Motorkühlwassertemperatur
eine vorgegebene Temperatur erreicht.
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Es ist möglich, daß die verschiedenen Komponenten
der Ventiltaktungsverriegelungsvorrichtung, die vorher erklärt wurden,
mit einem Einzelkörper
ausgetauscht werden, der die Schaufel 5 und den Innenrotor 1 kombiniert
oder ein anderes Bauteil des Arretiermechanismus 6 oder
anderes, solange die Ausführungsform
Teil des Gegenstandes der Erfindung ist.
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Es wird explizit betont, daß alle in
der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als
getrennt und unabhängig
voneinander zum Zweck der ursprünglichen
Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung
unabhängig
von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen
werden sollen. Es wird explizit festgehalten, daß alle Bereichsangaben oder
Angaben von Gruppeneinheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untereinheit
zum Zweck der ursprünglichen
Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung
mitoffenbaren.