DE4225093A1

DE4225093A1 - Ventilsteuerzeiten-steuervorrichtung

Info

Publication number: DE4225093A1
Application number: DE4225093A
Authority: DE
Inventors: Seinosuke Hara
Original assignee: Atsugi Unisia Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1993-02-04
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: US5197421A; JPH0533614A; DE4225093C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerzeiten- Steuervorrichtung zur Verwendung bei einer Brennkraftma schine, um gewünschte Ventilsteuerzeiten nach Maßgabe der Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen bereitzustellen.

In US-PS 42 31 330 beispielsweise ist eine Ventilsteuer zeiten-Steuervorrichtung zum Steuern der Einlaß- oder Aus laßventilzeiten nach Maßgabe der Brennkraftmaschinenbe triebsbedingungen angegeben. Die Ventilsteuerzeiten-Steuer vorrichtung hat ein zylindrisches Zahnrad, welches Innen- und Außengewindeteile hat, von denen eines in Form eines schrägverzahnten Rades ausgelegt ist. Das Außengewindeteil arbeitet mit dem Innengewindeteil einer Drehtrommel zusam men, welche an ihrer Außenumfangsfläche mit Kettenzähnen versehen ist, welche mit einer Steuerkette zusammenarbeiten, welche in Eingriff mit einem Kettenrad ist, das an der Kur belwelle der Brennkraftmaschine angebracht ist. Das Innen gewindeteil des zylindrischen Rades arbeitet mit dem Außengewindeteil zusammen, das auf der Nockenwelle der Brenn kraftmaschine vorgesehen ist. Die Nockenwelle dreht sich um einen Winkel bezüglich der Drehtrommel, indem Fluid drücke aufgebracht werden, um das zylindrische Rad in eine Axialrichtung der Nockenwelle zu bewegen.

Jedoch hat die übliche Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung eine beträchtliche Betriebsverzögerung im Ansprechverhalten auf eine Brennkraftmaschinenbelastungsänderung insbesondere dann, wenn sich die Brennkraftmaschinenbelastung von ei nem Zwischenwert auf einen großen Wert ändert.

Die Erfindung zielt hauptsächlich darauf ab, eine verbes serte Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung bereitzustellen, welche mit einem extrem schnellen Ansprechverhalten auf eine Brennkraftmaschinenbelastungsänderung über den gesam ten Bereich der Brennkraftmaschinenbelastungsbedingungen hinweg arbeiten kann.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Ventilsteuerzeiten-Steu ervorrichtung zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine an gegeben, welche eine Kurbelwelle hat, die durch die Brenn kraftmaschine angetrieben ist, und eine Nockenwelle hat, welche derart ausgelegt ist, daß sie wenigstens ein Ventil antreibt. Die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung zeichnet sich durch ein Drehteil aus, welches mit der Kurbelwelle zur Ausführung einer Drehbewegung mit der Drehbewegung der Kur belwelle antriebsverbunden ist, und durch eine Antriebsein richtung aus, welche die Drehbewegung des Drehteils auf die Nockenwelle überträgt. Die Antriebseinrichtung umfaßt ein Kolbenteil, welches hin- und hergehend beweglich ist, um die Nockenwelle bezüglich des Drehteils zu verdrehen. Das Kolbenteil hat eine darin ausgebildete Druckkammer. Das Kol benteil wird federnd nachgiebig in eine erste Richtung be aufschlagt. Das Kolbenteil ist in einer zweiten Richtung entgegen der ersten Richtung in Abhängigkeit von einem Druck bewegbar, welcher an die Druckkammer angelegt wird. Eine erste Leitung hat einen ersten Anschluß zur Verbindung mit der Druckkammer. Eine zweite Leitung hat einen zweiten An schluß zur Verbindung mit der Druckkammer. Der zweite An schluß ist in einem Abstand von dem ersten Anschluß in der ersten Richtung der Bewegung des Kolbenteils angeordnet. Die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung umfaßt auch eine Steuereinheit, welche eine Einheit umfaßt, welche erste und zweite Befehlssignale nach Maßgabe der Brennkraftma schinenbetriebsbedingungen erzeugt, welche ferner eine Ein richtung aufweist, die auf das erste Befehlssignal an spricht, um einen Druck über die erste Leitung anzulegen, und eine Einrichtung umfaßt, welche auf das zweite Befehls signal anspricht, um einen Druck über die zweite Leitung anzulegen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beige fügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht zur Verdeutlichung ei ner bevorzugten Ausführungsform einer Ventil steuerzeiten-Steuervorrichtung nach der Erfin dung,

Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht der Ven tilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Fig. 1, wobei das zweite Hohlrad in der am weitesten rechts liegenden Position dargestellt ist,

Fig. 3 eine schematische Längsschnittansicht der Ven tilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Fig. 1, wobei das zweite Hohlrad in der Zwischenposi tion dargestellt ist,

Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht der Ven tilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Fig. 1, wobei das zweite Hohlrad in der am weitesten links liegenden Position dargestellt ist,

Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht zur Ver deutlichung einer zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform einer Ventilsteuerzeiten-Steuervor richtung nach der Erfindung,

Fig. 6 ein schematisches Diagramm zur Verdeutlichung eines Beispieles eines Entlastungsventiles, welches bei der Ventilsteuerzeiten-Steuervor richtung nach Fig. 5 eingesetzt wird,

Fig. 7 eine schematische Längsschnittansicht der Ven tilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Fig. 5, wobei das zweite Hohlrad in der am weitesten rechts liegenden Position dargestellt ist,

Fig. 8 eine schematische Längsschnittansicht der Ven tilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Fig. 5, wobei das zweite Kohlrad in der Zwischenposi tion gezeigt ist, und

Fig. 9 eine schematische Längsschnittansicht der Ven tilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Fig. 5, wobei das zweite Kohlrad in der am weitesten links liegenden Position dargestellt ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 ist eine Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrich tung umfaßt eine Drehtrommel 20, welche auf ihrer Außenum fangsfläche mit Kettenzähnen 22 versehen ist, welche mit einer Steuerkette (nicht gezeigt) zusammenarbeiten. Die Steuerkette arbeitet mit einem Antriebskettenrad zusammen, welches an der Brennkraftmaschinenkurbelwelle (nicht ge zeigt) zur Übertragung der Drehbewegung der Brennkraftma schinenkurbelwelle angebracht ist, um die Drehtrommel 20 mit der halben Geschwindigkeit der Brennkraftmaschinenkur belwelle zu drehen. Beim dargestellten Beispiel wird die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung bei einer Brennkraft maschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen eingesetzt, welche eine Nockenwelle 12 umfaßt, welche mittels eines La gers 14 drehbar gelagert ist, um nicht gezeigte Nocken der art zu betreiben, daß die zugeordneten Einlaßventile der Brennkraftmaschine geöffnet und geschlossen werden. Das Lager 14 bildet einen Teil des Zylinderkopfs der Brennkraft maschine. Die Nockenwelle 12 ist an ihrem hinteren Ende fest mit einer Hülse 30, welche sich einheitlich mit derselben dreht, mit Hilfe einer Schraube 36 verbunden, welche axial durch die Hülse 30 in die Nockenwelle 12 geht. Die Hülse 30 ist an ihrem vorderen Ende mit einem Ringflansch 32 versehen. Die Drehtrommel 20 ist auf der Hülse 30 drehbeweglich gela gert, wobei ihr vorderer Endabschnitt passend um den Ring flansch 32 angeordnet ist und ihr hinterer Endabschnitt mit tels einer kreisförmigen Endabdeckung 28 geschlossen ist, welche eine Mittelöffnung hat, durch die die Hülse 30 geht.

Die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung umfaßt auch zwei Hohlräder 40 und 42, welche in einem Ringraum angeordnet sind, der zwischen der Drehtrommel 20 und der Hülse 30 ge bildet wird. Das erste Kohlrad 40 ist an seiner Außenumfangs fläche mit einem Außengewindeteil 10, welches in Gewindeein griff mit dem Innengewindeteil auf der inneren Umfangsfläche 24 der Drehtrommel 20 ist, und auf ihrer inneren Umfangs fläche mit einem Innengewindeteil versehen, welches in Ge windeeingriff mit dem Außengewindeteil auf der äußeren Um fangsfläche 34 der Hülse 30 ist, so daß das innere Hohlrad 30 sich in dem Ringraum hin- und hergehend bewegen kann, während zugleich die Hülse 30 und somit die Nockenwelle 12 bezüglich der Drehtrommel 20 drehangetrieben werden. Das äußere Hohlrad 42 ist auf seiner äußeren Umfangsfläche mit einem Außengewindeteil versehen, welches in Gewindeeingriff mit dem Innengewindeteil auf der inneren Umfangsfläche 24 der Drehtrommel 20 ist, und auf seiner inneren Umfangsfläche mit einem Innengewindeteil versehen ist, welches in Gewinde eingriff mit dem Außengewindeteil auf der äußeren Umfangs fläche 34 der Hülse 30 ist, so daß das äußere Hohlrad 42 sich in dem Ringraum hin- und hergehend bewegen kann, während zugleich die Hülse 30 und somit die Nockenwelle 12 bezüglich der Drehtrommel 20 gedreht werden. Das zweite Hohlrad 42 hat eine Ringausnehmung, um ein kürzeres, ringförmiges, äußeres, hinteres Endteil 44 und ein längeres, ringförmiges, inneres, hinteres Endteil 46 zu bilden. Eine Verbindungsstange 50 ver bindet die ersten und zweiten Hohlräder 40 und 42, so daß sich diese aufeinander zu- und voneinander wegbewegen können. Die Verbindungsstange 50 befindet sich teilweise in einer Kam mer, welche in dem ersten Hohlrad 40 ausgebildet ist, und er streckt sich durch das zweite Hohlrad 42 in die Ringausneh mung. Eine Schraubenfeder 52 ist in der Kammer angeordnet, um die Verbindungsstange 50 in eine Richtung mit einer Druck kraft zu beaufschlagen, in welcher die ersten und zweiten Hohlräder 40 und 42 in Richtung aufeinander zubewegt werden, um das Volumen einer ersten Druckkammer 54 zu verkleinern, welche zwischen den ersten und zweiten Hohlrädern 40 und 42 ge bildet wird. Eine Kompressionsschraubenfeder 56 ist in der Ringausnehmung vorgesehen, um das zweite Hohlrad 42 in eine Richtung zu drücken, in welcher das erste Hohlrad 40 gegen die hintere Wand des Ringflansches 32 gedrückt wird. Das zwei te Hohlrad 42 ist an seiner äußeren Umfangsfläche mit einer Ringausnehmung versehen, welche eine zweite Druckkammer 58 entlang der äußeren Umfangsfläche der Hülse 30 bildet.

Eine Leitung 60 läuft axial durch die Hülse 30, um die zwei te Druckkammer 58 mit der ersten Druckkammer 54 zu verbin den, welche zwischen den ersten und zweiten Hohlrädern 40 und 42 gebildet wird. Eine weitere Leitung 62 verläuft ra dial durch die Hülse 30, um die zweite Druckkammer 58 mit ei ner ringförmigen Leitung 64 zu verbinden, welche zwischen der Hülse 30 und der Schraube 36 gebildet wird. Die ring förmige Leitung 64 ist mit einer Leitung 66 verbunden, wel che sich radial durch die Nockenwelle 12 erstreckt. Die Lei tung 66 ist über eine Ringausnehmung mit einer Leitung 68 verbunden, welche durch den Zylinderkopf 14 geht. Eine Lei tung 70 erstreckt sich axial mittig durch die Schraube 36. Die Leitung 70 ist an ihrem einen Ende über eine Leitung 72, welche radial durch die Schraube 36 und auch durch die Hül se 30 geht, verbunden, um die zweite Druckkammer 58 mit der axialen Leitung 70 zu verbinden. Die axiale Leitung 70 ist an ihrem anderen Ende mit einer Leitung 74 verbunden, wel che radial durch die Schraube 36 geht. Die Leitung 74 ist mit der Leitung 76 verbunden, welche radial durch die Nocken welle 12 geht. Die Leitung 76 ist mit einer Leitung 78 ver bunden, welche durch den Zylinderkopf 14 geht.

Die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung umfaßt auch erste und zweite Magnetventile 80 und 82. Das erste Magnetventil 80 hat zwei Anschlüsse A, B und C. Der Anschluß A ist mit der Leitung 68 verbunden, der Anschluß B mit einem Rücklauf anschluß, und der Anschluß C mit einer Ölpumpe 84 verbunden. Das erste Magnetventil 80 arbeitet nach Maßgabe eines Steu erstromsignales, welches diesem von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) zugeführt wird, um eine von zwei Positionen einzunehmen. Die erste, in Fig. 1 gezeigte Position wird bei der Abwesenheit des Steuerstromsignales eingenommen, um eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und B herzustel len, so daß der Fluiddruck von der Leitung 68 entlastet wird. Die zweite Position wird bei Anwesenheit des Befehls stromsignales eingenommen, um eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C herzustellen, so daß die Leitung 68 mit der Ölpumpe 84 verbunden wird. In ähnlicher Weise hat das zweite Magnetventil 82 zwei Anschlüsse A, B und C. Der An schluß A ist mit der Leitung 78 verbunden, der Anschluß B ist mit dem Rücklaufanschluß verbunden, und Anschluß C ist mit der Ölpumpe 84 verbunden. Das zweite Magnetventil 82 arbeitet nach Maßgabe eines Befehlstromsignales, welches diesem von der Steuereinheit zugeleitet wird, um eine von zwei Positionen einzunehmen. Die erste, in Fig. 1 gezeigte Position wird in Abwesenheit des Befehlsstromsignales ein genommen, um eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und B herzustellen, so daß der Fluiddruck in der Leitung 78 entlastet wird. Die zweite Position wird bei Anwesenheit des Befehlsstromsignales eingenommen, um eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C herzustellen, so daß die Leitung 78 mit der Ölpumpe 84 verbunden ist. Die jeweili gen Befehlsstromsignale für die zugeordneten Magnetven tile 80 und 82 haben jeweils zwei Pegelwerte, welche sich aus Ermittlungen bestimmen, welche durch die Steuereinheit vorgenommen werden. Diese Ermittlungen werden, basierend auf verschiedenen Bedingungen der Brennkraftmaschine ausgeführt, welche während des Betriebs erfaßt werden. Diese ermittel ten Bedingungen umfassen die Brennkraftmaschinengeschwin digkeit bzw. Brennkraftmaschinendrehzahl, den Brennkraftma schinenansaugluftstrom und die Brennkraftmaschinenkühl mitteltemperatur.

Bei niedrigen Brennkraftmaschinenbelastungsbedingungen er zeugt die Steuereinheit kein Befehlsstromsignal für die ersten und zweiten Magnetventile 80 und 82. Da das erste Magnetventil 80 sich in der ersten Position befindet und das zweite Magnetventil 82 sich in der ersten Position be findet, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, wird der Fluiddruck in den ersten und zweiten Kammern 54 und 58 entlastet. Als Folge hiervon wird das erste Hohlrad 40 in Anlageberührung mit der hinteren Fläche des Ringflan sches 32 gehalten, wobei das zweite Hohlrad 42 in der am weitesten rechts liegenden Position gehalten ist, wie dies aus Fig. 1 zu ersehen ist, und zwar unter der Einwir kung der Federkraft der Schraubenfeder 56. In dieser am weitesten rechts liegenden Position wird die Nockenwelle 12 mit einem größten Winkel bezüglich der Drehscheibe 20 bzw. Drehtrommel 20 im Sinne einer Nachverstellung der Schließ zeit der Einlaßventile verdreht.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen Zwischen wert ansteigt, erzeugt die Steuereinheit ein Befehlsstrom signal, um das erste Magnetventil 80 in seine zweite Posi tion zu schalten, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C vorhanden ist, wie dies in Fig. 3 ge zeigt ist. Der Fluiddruck, welcher über das erste Magnet ventil 80 und die Ölpumpe 84 in der Leitung 68 angelegt wird, wird über die Leitung 62 an die zweite Druckkammer 58 und somit über die Leitung 60 an die erste Druckkammer 54 angelegt, um das zweite Hohlrad 42 in Fig. 1 nach links und von dem ersten Hohlrad 40 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 56 wegzubewegen, während zugleich das zwei te Hohlrad 42 gedreht wird, um die Hülse 30 und somit die Nockenwelle 12 bezüglich der Drehtrommel 20 im Sinne ei ner Vorverstellung der Schließzeit der Einlaßventile zu drehen. Wenn das zweite Hohlrad 42 sich um einen vorbestimm ten Weg bewegt hat, kommt die zweite Druckkammer 58 teil weise in Verbindung mit der Leitung 72. In diesem Fall er hält das zweite Magnetventil 82 kein Befehlsstromsignal von der Steuereinheit und nimmt ihre erste Position ein, in wel cher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und B vor handen ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Somit wird der Fluiddruck von der zweiten Druckkammer 58 über die Leitung 72 entlastet, um den Fluiddruck in der ersten Druckkammer 54 herabzusetzen. Als Folge hiervon bewegt sich das zwei te Hohlrad 42 in Fig. 1 gesehen nach rechts in Richtung auf das erste Hohlrad 40 unter der Einwirkung der Feder kraft der Schraubenfeder 56 zu. Die nach links und rechts gerichteten Bewegungen des zweiten Hohlrads 42 werden wie derholt und in einen Gleichgewichtszustand gebracht, um sicherzustellen, daß das zweite Hohlrad 42 in einer vorbe stimmten Zwischenposition gehalten werden kann. In dieser Zwischenposition befindet sich die Nockenwelle 12 unter ei nem vorbestimmten Winkel bezüglich der Drehtrommel 20, um eine vorbestimmte Vorverstellung oder Nachverstellung für die Schließzeit der Einlaßventile bereitzustellen.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen hohen Wert weiter größer wird, erzeugt die Steuereinheit ein Befehls stromsignal, um das zweite Magnetventil 82 in seine zweite Position zu schalten, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C vorhanden ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Der Fluiddruck, welcher über das zweite Magnet ventil 82 von der Ölpumpe 84 und der Leitung 78 angelegt wird, wird über die Leitung 72 an die zweite Druckkammer 58 angelegt. In diesem Fall erhält das erste Magnetventil 80 das Befehlsstromsignal von der Steuereinheit und nimmt sei ne zweite Position ein, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C vorhanden ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Der Fluiddruck, welcher von der Ölpumpe 84 über das erste Magnetventil 80 an die zweite Druckkammer 58 und somit über die Leitung 60 an die erste Druckkammer 54 ange legt wird, wird durch den Fluiddruck größer, welcher von der Ölpumpe 84 über das zweite Magnetventil 82 an die zweite Druckkammer 58 angelegt wird. Hierdurch wird bewirkt, daß der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 54 größer wird und so mit das zweite Hohlrad 42 von dem ersten Hohlrad 40 mit ei ner schnellen Ansprechgeschwindigkeit bezüglich einer Ände rung eines Zwischenbrennkraftmaschinenbelastungszustandes zu einem hohen Brennkraftmaschinenbelastungszustand wegbe wegt wird. Das zweite Hohlrad 42 bewegt sich in Fig. 1 gese hen weiter nach links von dem ersten Hohlrad 40 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 56 weg, während das zweite Hohlrad 42 gedreht wird, um die Hülse 30 und somit die Nocken welle 12 bezüglich der Drehtrommel 20 im Sinne einer Vorver stellung der Schließzeit der Einlaßventile zu drehen, bis das längere, ringförmige, innere, hintere Endteil 46 in An lageberührung an der Abdeckung 28 kommt. Wenn das zweite Hohlrad 42 die am weitesten links liegende Position erreicht, ist die Verbindung der zweiten Druckkammer 58 mit der Leitung 62 nicht mehr vorhanden. Folglich wird das zweite Hohlrad 42 in der am weitesten links liegenden Position gehalten, wel ist die Verbindung der zweiten Druckkammer 58 mit der Leitung 62 nicht mehr vorhanden. Folglich wird das zweite Hohlrad 42 in der am weitesten links liegenden Position gehalten, wel che in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar durch den Fluiddruck, welcher an die zweite Druckkammer 58 über das zweite Magnet ventil 82 von der Ölpumpe 84 angelegt wird. In dieser am wei testen links liegenden Position befindet sich die Nockenwel le 12 in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Drehtrommel 20, um eine maximale Vorverstellung der Schließzeit der Ein laßventile bereitzustellen.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen Zwischenwert abnimmt, wird das Befehlsstromsignal für das zweite Magnet ventil 82 unterbrochen. Als Folge hiervon wird das zweite Magnetventil in die erste Position geschaltet, in welcher ei ne Verbindung zwischen den Anschlüssen A und B vorhanden ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, und der Fluiddruck von der zweiten Druckkammer 58 wird herabgesetzt. Da der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 54 herabgesetzt wird, bewegt sich das zweite Hohlrad 42 in Fig. 1 gesehen nach rechts in Rich tung auf das erste Hohlrad 40 unter der Einwirkung der Feder kraft der Schraubenfeder 56 zu. Wenn das zweite Hohlrad 42 sich nach rechts bewegt, kommt die zweite Druckkammer 58 in Anschlußverbindung mit der Leitung 62. In diesem Fall erhält das erste Magnetventil 80 das Befehlsstromsignal von der Steuereinheit und nimmt seine zweite Position ein, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C vorhanden ist. Somit wird der Fluiddruck über das erste Magnetventil 80 von der Ölpumpe 84 an die zweite Druckkammer 58 angelegt, um das zweite Hohlrad 42 in Fig. 1 nach links in Richtung von dem zweiten Hohlrad 42 entgegen der Federkraft der Schrauben feder 56 wegzubewegen. Die nach links und rechts gerichteten Bewegungen des zweiten Hohlrades 42 werden wiederholt und in einen Gleichgewichtszustand gebracht, um sicherzustel len, daß das zweite Hohlrad 42 in der vorbestimmten Zwi schenposition gehalten werden kann.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen niedrigen Wert abnimmt, wird das Befehlsstromsignal für das zweite Magnetventil 80 unterbrochen. Als Folge hiervon wird das erste Magnetventil 80 in seine erste Position geschaltet, in welcher eine Verbindung der Anschlüsse A und B vorhanden ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und der Fluiddruck von der zweiten Druckkammer 58 wird entlastet. Da der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 54 abnimmt, bewegt sich das zwei te Hohlrad 42 in Fig. 1 gesehen nach rechts in Richtung auf das erste Hohlrad 40, bis das zweite Hohlrad 42 die am wei testen rechts liegende Position unter der Einwirkung der Federkraft der Schraubenfeder 56 erreicht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist eine zweite bevorzugte Aus führungsform einer Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach der Erfindung gezeigt, wobei gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser bevorzug ten Ausführungsform ist eine Öffnung bzw. eine Drosselöff nung 92 in einem Bypaßkanal 90 vorgesehen, welcher eine Zwi schenverbindung zwischen den Anschlüssen A und B des ersten Magnetventils 80 herstellt. Ein Entlastungsventil 94 ist mit dem Rücklaufanschluß B des ersten Magnetventils 80 verbunden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann das Entlastungsventil 94 in Form eines Magnetventils der Innensteuerdruckbauart ausge legt sein, welches in Abhängigkeit von einem Steuerdruck ar beitet, welcher in einem Rücklaufanschluß B des ersten Magnet ventils 80 erzeugt wird. Das Entlastungsventil 94 setzt den Fluiddruck herab, welcher in dem Rücklaufanschluß B des er sten Magnetventils 80 erzeugt wird, wenn dieser einen vor bestimmten Wert überschreitet.

Bei niedrigen Brennkraftmaschinenbelastungsbedingungen er zeugt die Steuereinheit kein Befehlsstromsignal für die er sten und zweiten Magnetventile 80 und 82. Da das erste Ma gnetventil 80 in der ersten Position bleibt, und das zwei te Magnetventil 82 in der ersten Position bleibt, wie dies in den Fig. 5 und 7 verdeutlicht ist, wird der Fluiddruck in den ersten und zweiten Kammern 54 und 58 herabgesetzt. Als Folge hiervon wird das erste Hohlrad 40 in Anlageberüh rung an der hinteren Fläche des Ringflansches 32 gehalten, wobei das zweite Hohlrad 42 in der am weitesten rechts lie genden Position bleibt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und zwar unter der Einwirkung der Federkraft der Schraubenfeder 56. In dieser am weitesten rechts liegenden Position wird die Nockenwelle 12 mit einem größten Winkel bezüglich der Drehscheibe bzw. Drehtrommel 20 im Sinne einer Nachverstel lung der Schließzeit der Einlaßventile gedreht. In diesem Fall wird eine kleine Ölmenge über die Öffnung 92 von der Öl pumpe 84 zugeführt. Ein Teil des über die Leitung 68 in die ersten und zweiten Druckkammern 54 und 58 eingeleiteten Öls dient zur Schmierung der ersten und zweiten Hohlräder 40 und 42. Das restliche Öl wird über das erste Magnetventil 80 dem Entlastungsventil 94 zugeleitet. Da der Öldruck am Ent lastungsventil 94 wesentlich niedriger als der für das Ent lastungsventil 94 vorgegebene Wert ist, kann das Öl nicht über das Entlastungsventil 94 abgeleitet werden. Dies ist ins besondere zweckmäßig, um den Ölverbrauch und somit das Lei stungsvermögen der Ölpumpe herabzusetzen.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen Zwischenwert ansteigt, erzeugt die Steuereinheit ein Befehlsstromsignal, um das erste Magnetventil 80 in seine zweite Position zu schalten, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüs sen A und C hergestellt ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Der Fluiddruck, welcher über das erste Magnetventil 80 von der Ölpumpe 84 an die Leitung 68 angelegt wird, wird über die Leitung 62 an die zweite Druckkammer 58 und somit über die Leitung 60 an die erste Druckkammer 54 angelegt, um das zweite Hohlrad 42 in Fig. 5 gesehen nach links von dem ersten Hohlrad 40 entgegen der Federkraft der Schraubenfe der 56 wegzubewegen, während zugleich das zweite Hohlrad 42 gedreht wird, um die Hülse 30 und somit die Nockenwelle 12 bezüglich der Drehtrommel im Sinne einer Vorverstellung der Schließzeit der Einlaßventile zu drehen. Wenn das zweite Hohlrad 42 sich um einen vorbestimmten Weg bewegt hat, kommt die zweite Druckkammer 58 in teilweise Fluidverbindung mit der Leitung 72. In diesem Fall erhält das zweite Magnetven til 82 kein Befehlsstromsignal von der Steuereinheit und nimmt seine erste Position ein, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und B vorhanden ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Somit wird der Fluiddruck von der zwei ten Druckkammer 58 über die Leitung 72 entlastet, um den Fluiddruck in der ersten Kammer 54 herabzusetzen. Als Folge hiervon wird das zweite Hohlrad 42 in Fig. 5 nach rechts in Richtung auf das erste Hohlrad 40 unter der Einwirkung der Federkraft der Schraubenfeder 56 bewegt. Die nach links und rechts gerichteten Bewegungen des zweiten Hohlrads 42 werden wiederholt und in einen Gleichgewichtszustand gebracht, um sicherzustellen, daß das zweite Hohlrad 42 in einer vorbe stimmten Zwischenposition gehalten werden kann. In dieser Zwischenposition befindet sich die Nockenwelle 12 in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Drehtrommel 20, um eine vorbestimmte Vorverstellung oder Nachverstellung für die Schließzeit der Einlaßventile bereitzustellen.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung weiter auf einen hohen Wert ansteigt, erzeugt die Steuereinheit ein Befehlsstrom signal, um das zweite Magnetventil 82 in die zweite Position zu schalten, in welcher eine Verbindung zwischen den An schlüssen A und C vorhanden ist, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Der Fluiddruck, welcher über das zweite Magnetventil 82 von der Ölpumpe 84 an die Leitung 78 angelegt wird, wird über die Leitung 72 an die zweite Druckkammer 58 angelegt. In diesem Fall erhält das erste Magnetventil 80 das Befehls stromsignal von der Steuereinheit und nimmt seine zweite Position ein, in welcher eine Verbindung zwischen den An schlüssen A und C vorhanden ist, wie dies in Fig. 9 darge stellt ist. Der Fluiddruck, welcher von der Ölpumpe 84 über das erste Magnetventil 80 an die zweite Druckkammer 58 und somit über die Leitung 60 an die erste Druckkammer 54 ange legt wird, wird durch den Fluiddruck größer, welcher von der Ölpumpe 84 über das zweite Magnetventil 82 an die zweite Druckkammer 58 angelegt wird. Hierdurch wird bewirkt, daß der Fluiddruck in der ersten Druckkammer 54 größer wird, um somit das zweite Hohlrad 42 von dem ersten Hohlrad 40 mit ei ner schnellen Ansprechgeschwindigkeit bezüglich einer Ände rung von einem Zwischenbrennkraftmaschinenbelastungszustand zu einem hohen Brennkraftmaschinenbelastungszustand zu be wegen. Das zweite Hohlrad 42 bewegt sich in Fig. 5 weiter nach links von dem ersten Hohlrad 40 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 56 weg, während zugleich das zweite Hohl rad 42 gedreht wird, um die Hülse 30 und somit die Nocken welle 12 bezüglich der Drehtrommel 20 im Sinne einer Vorver stellung der Schließzeit der Einlaßventile zu drehen, bis das längere, ringförmige, innere, hintere Endteil 46 in Anlage berührung an der Abdeckung 28 kommt. Wenn das zweite Hohl rad 42 diese am weitesten links liegende Position erreicht, ist die Verbindung der zweiten Druckkammer 58 mit der Lei tung 62 nicht mehr gegeben. Folglich wird das zweite Hohl rad 42 in der am weitesten links liegenden Position gehal ten, wie dies aus Fig. 5 zu ersehen ist, und zwar durch den Fluiddruck, welcher an die zweite Druckkammer 58 über das zweite Magnetventil 82 von der Ölpumpe 84 angelegt wird. In dieser am weitesten links liegenden Position befindet sich die Nockenwelle 12 in einem vorbestimmten Winkel be züglich der Drehscheibe bzw. Drehtrommel 20, um eine maxi male Vorverstellung der Schließzeit der Einlaßventile be reitzustellen.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen Zwischenwert abnimmt, wird das Befehlsstromsignal für das zweite Magnet ventil 82 unterbrochen. Als Folge hiervon wird das zweite Magnetventil 82 in die erste Position geschaltet, in wel cher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und B vor handen ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, und der Fluid druck von der zweiten Druckkammer 58 wird entlastet. Da der Fluiddruck, welcher an die erste Druckkammer 54 angelegt wird, kleiner wird, bewegt sich das zweite Hohlrad 42 in Fig. 5 gesehen nach rechts in Richtung auf das erste Hohl rad 40 unter der Einwirkung der Federkraft der Schrauben feder 56 zu. Wenn das zweite Hohlrad 42 sich nach rechts be wegt, kommt die zweite Druckkammer 58 in eine kommunizieren de Verbindung mit der Leitung 62. In diesem Fall erhält das erste Magnetventil 80 das Befehlsstromsignal von der Steuer einheit und nimmt seine zweite Position ein, in welcher eine Verbindung zwischen den Anschlüssen A und C vorhanden ist. Somit wird der Fluiddruck über das erste Magnetventil 80 von der Ölpumpe 84 an die zweite Druckkammer 58 angelegt, um das zweite Hohlrad 42 in Fig. 5 gesehen in Richtung nach links von dem zweiten Hohlrad 42 weg entgegen der Federkraft der Schrau benfeder 56 zu bewegen. Die nach links und rechts gerichteten Bewegungen des zweiten Hohlrads 42 werden wiederholt und in einen Gleichgewichtszustand gebracht, um sicherzustellen, daß das zweite Hohlrad 42 in der vorbestimmten Zwischenposition gehalten werden kann.

Wenn die Brennkraftmaschinenbelastung auf einen niedrigen Wert abnimmt, wird das Befehlsstromsignal für das erste Magnetven til 80 unterbrochen. Als Folge hiervon wird das erste Magnet ventil 80 in die erste Position geschaltet, in welcher eine Verbindung der Anschlüsse A und B vorhanden ist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, und der Fluiddruck von der zweiten Druck Fig. 7 gezeigt ist, und der Fluiddruck von der zweiten Druck kammer 58 wird entlastet. Da der Fluiddruck, welcher an die erste Druckkammer 54 angelegt wird, kleiner wird, bewegt sich das zweite Hohlrad 42 in Fig. 5 nach rechts in Richtung auf das erste Hohlrad 40, bis das zweite Hohlrad 42 die am weitesten rechts liegende Position einnimmt, und zwar unter der Einwirkung der Federkraft der Schraubenfeder 56.

Während die Erfindung in Verbindung mit der Steuerung der Ventilsteuerzeiten des Einlaßventiles erläutert wurde, kann natürlich die Erfindung in gleicher oder ähnlicher Weise auch bei einer Steuerung der Steuerzeiten der Auslaßventile einge setzt werden. Obgleich die Erfindung in Verbindung mit bevor zugten Ausführungsformen erläutert wurde, sind natürlich zahl reiche Änderungen und Modifikationen oder Alternativen für den Fachmann möglich. Beispielsweise können die ersten und zweiten Magnetventile 80 und 82 weggelassen werden und durch ein einziges Magnetventil ersetzt werden. Alle diese Abwand lungen werden von dem allgemeinen Schutzgedanken nach der Erfindung miterfaßt.

Claims

1. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung zum Einsatz bei einer Brennkraftmaschine, welche eine Kurbelwelle hat, die durch die Brennkraftmaschine angetrieben ist, und eine Nockenwelle hat, welche derart ausgelegt ist, daß sie wenigstens ein Ventil antreibt, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ventilsteuerzeiten-Steuervorrich tung folgendes aufweist:
ein Drehteil (20), welches mit der Kurbelwelle zur Ausführung einer Drehbewegung mit der Drehbewegung der Kur belwelle antriebsverbunden ist,
eine Antriebseinrichtung (30, 40, 42, 50) zum Über tragen der Drehbewegung des Drehteils (20) auf die Nocken welle (12), wobei die Antriebseinrichtung ein Kolbenteil (50) umfaßt, welches hin- und hergehend beweglich vorgesehen ist, um die Nockenwelle (12) bezüglich des Drehteiles (20) zu drehen, wobei das Kolbenteil (50) eine darin ausgebilde te Druckkammer (54) hat, das Kolbenteil (50) federnd (56) in eine erste Richtung beaufschlagt ist, und das Kolbenteil (50) in eine zweite Richtung entgegen der ersten Richtung in Abhängigkeit von einem Druck bewegbar ist, welcher an die Druckkammer (54) angelegt wird,
eine erste Leitung (60), welche einen ersten Auslaß zur Verbindung mit der Druckkammer (54) hat,
eine zweite Leitung (62), welche eine zweite Öffnung zur Verbindung mit der Druckkammer (54) hat, wobei die zweite Öffnung in einem Abstand von der ersten Öffnung in der ersten Bewegungsrichtung des Kolbenteils (50) angeordnet ist, und
eine Steuereinheit, welche eine Einrichtung umfaßt, welche erste und zweite Befehlssignale nach Maßgabe der Brennkraftmaschinenbetriebsbedingungen erzeugt, ferner eine Einrichtung umfaßt, die auf das erste Befehlssignal an spricht, um einen Druck über die erste Leitung (60) anzule gen, und eine Einrichtung umfaßt, welche auf das zweite Be fehlssignal anspricht, um einen Druck über die zweite Lei tung (62) anzulegen.

2. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Hül senteil (30) umfaßt, welches drehbar in der Drehtrommel (20) vorgesehen ist, das Hülsenteil (30) fest mit der Nockenwelle (12) zur Ausführung einer Drehbewegung in einer Einheit mit derselben verbunden ist, das Hülsenteil (30) eine Außenumfangs fläche (34) hat, welche mit einem Außengewindeteil versehen ist, die Drehtrommel (20) eine Innenumfangsfläche (24) hat, welche mit einem Innengewindeteil versehen ist, das Kolben teil (50) eine Außenumfangsfläche hat, welche mit einem Außengewindeteil versehen ist, das mit dem Innengewindeteil der Innenumfangsfläche (24) des Drehteils (20) zusammenarbeitet, und das an einer inneren Umfangsfläche mit einem Innengewin deteil versehen ist, welches mit dem Außengewindeteil der äußeren Umfangsfläche (34) des Hülsenteils (30) zusammenarbei tet.

3. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenteil (50) eine Ringaus nehmung hat, welche in der Innenumfangsfläche desselben aus gebildet ist, um eine Druckkammer (54) in Verbindung mit der äußeren Umfangsfläche des Hülsenteils (30) zu bilden.

4. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Einrichtung zur Be grenzung der Bewegung des Kolbenteils (50) in die erste Rich tung in einer ersten Position vorgesehen ist, und daß eine Einrichtung zur Begrenzung der Bewegung des Kolbenteils (50) in der zweiten Richtung für eine zweite Position vorgesehen ist.

5. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung mit dem Hülsen teil (30) ausgebildet ist, die erste Öffnung mit der Druckkammer (54) verbunden ist, wenn das Kolbenteil (50) sich in der ersten Position befindet und von der Druckkammer (54) abge koppelt ist, wenn sich das Kolbenteil (50) in der zweiten Po sition befindet, und daß die zweite Öffnung in dem Hülsen teil (30) ausgebildet ist, wobei die zweite Öffnung mit der Druckkammer (54) verbunden ist, wenn das Kolbenteil (50) sich in der zweiten Position befindet, und von der Druckkammer (54) abgekoppelt ist, wenn sich das Kolbenteil (50) in der ersten Position befindet.

6. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung mit der Druck kammer (54) verbunden ist, wenn sich das Kolbenteil (50) in einer vorbestimmten Zwischenposition zwischen den ersten und zweiten Positionen befindet, und daß die zweite Öffnung mit der Druckkammer (54) verbunden ist, wenn sich das Kolbenteil (50) über die Zwischenposition in der zweiten Richtung hinaus bewegt.

7. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit auf eine nie drige Brennkraftmaschinenbelastungsbedingung zur Unterbrechung der ersten und zweiten Befehlssignale anspricht, daß die Steu ereinheit auf einen Zwischenbrennkraftmaschinenbelastungszu stand zur Erzeugung des ersten Befehlssignales und zur Un terbrechung des zweiten Befehlssignales anspricht, und daß die Steuereinheit auf einen hohen Brennkraftmaschinenbela stungszustand zur Erzeugung der ersten und zweiten Befehls signale anspricht.

8. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen ei nes Druckes über die erste Leitung (60) ein Magnetventil (80) umfaßt, welches einen ersten Anschluß hat, welcher mit der ersten Leitung (60) verbunden ist, einen zweiten An schluß hat, welcher mit einer Ölpumpe (84) verbunden ist, und einen Rücklaufanschluß hat, daß das Magnetventil (80) eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem Rücklaufan schluß beim Fehlen des ersten Befehlssignales herstellt, und daß das Magnetventil (80) eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen beim Vorhandensein des ersten Befehls signales herstellt.

9. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anschlüsse über einen Bypaßkanal (90) verbunden sind, welcher eine Öff nung bzw. Drosselöffnung (92) hat, und daß der Rücklaufan schluß mit einem Entlastungsventil (94) verbunden ist.

10. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein richtung zum Anlegen eines Druckes über die erste Leitung (60) ein Magnetventil (82) umfaßt, welches einen ersten An schluß hat, das mit der ersten Leitung (60) verbunden ist, einen zweiten Anschluß hat, welcher mit einer Ölpumpe (84) verbunden ist, und einen Rücklaufanschluß hat, daß das Mag netventil (82) eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluß und dem Rücklaufanschluß beim Fehlen des ersten Befehls signales herstellt, und daß das Magnetventil (82) eine Ver bindung zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen beim Vorhandensein des ersten Befehlssignales herstellt.

11. Ventilsteuerzeiten-Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anschlüs se über einen Bypaßkanal (90) verbunden sind, welcher eine Öffnung bzw. Drosselöffnung (92) hat, und daß der Rücklauf anschluß mit einem Entlastungsventil (94) verbunden ist.