-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem zur Steuerung
des Betriebs eines variablen Nockenwellenverstellersystems (VCT-Verstellersystem,
VCT: variable camshaft timing). Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung ein Steuersystem, das zum Verriegeln und Entriegeln eines
Sperrstifts in einem VCT-Versteller verwendet wird.
-
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
-
Bei
Verbrennungsmotoren werden verschiedene Mechanismen zur Änderung
des Winkels zwischen der Nockenwelle und der Kurbelwelle für verbesserte
Motorleistung oder reduzierte Emissionen eingesetzt. Der Großteil dieser
variablen Nockenwellenverstellmechanismen (VCT-Mechanismen) verwendet einen oder mehrere „Flügelzellenversteller" an der Motornockenwelle
(oder an den Motornockenwellen, bei einem Motor mit mehreren Nockenwellen).
In den meisten Fällen
weisen die Versteller einen Rotor mit einem oder mehreren Flügeln auf,
die am Ende der Nockenwelle angebracht sind und von einem Gehäuse mit
den Flügelkammern
umgeben werden, in die die Flügel
passen. Es ist auch möglich, dass
die Flügel
an dem Rotor und auch den Kammern im Gehäuse angebracht werden. Der
Außenumfang
des Gehäuses
bildet das Kettenrad, die Riemenscheibe oder das Zahnrad, das bzw.
die Antriebskraft durch eine Kette, einen Riemen oder Zahnräder, in
der Regel von der Nockenwelle oder möglicherweise von einer anderen
Nockenwelle bei einem mehrere Nockenwellen aufweisenden Motor, aufnimmt.
Der Fluss des Steuerfluids (in der Regel Motoröl) zu und aus den Flügelkammern
wird durch ein Schieberventil gesteuert.
-
Das
VCT-System enthält
weiterhin ein Differenzdrucksteuersystem (DPCS – diffential pressure control
system) zur Steuerung der Position des Schieberventils. Das DPCS
verwendet Hydraulikkraft an beiden Enden des Ventilkolbens. Am ersten
Ende vorhandene Hyraulikkraft wird bei vollem Hydraulikdruck direkt
an Hydraulikfluid vom Motorölkanal
angelegt. Die am zweiten Ende, das größer ist als das erste Ende,
des Ventilkolbens vorliegende Hydraulikkraft, ist Systemhydraulikfluid
bei einem reduzierten Druck von einem pulsbreitenmodulierten (PBM)
Elektromagneten oder Ventil.
-
Das
zweite Ende des Ventilkolbens ist ein Hydraulikkraftverstärker – ein Kolben,
dessen Querschnittsfläche
genau doppelt so groß ist
wie die Querschnittsfläche
des ersten Endes des Ventilkolbens, auf das von dem Systemhydraulikdruck
direkt eingewirkt wird. Auf diese Weise sind die auf den Ventilkolben
wirkenden Hydraulikkräfte
genau im Gleichgewicht, wenn die Hydraulikkraft im Kraftverstärker genau
gleich der Hälfte
des Systemhydraulikdrucks ist. Dieser Zustand kann mit einem Tastverhältnis von
50% eines pulsbreitenmodulierten (PBM) Elektromagneten oder Ventils
erreicht werden. Das Tastverhältnis
von 50% ist wünschenswert,
weil es gleiche Krafterhöhungen
oder -verringerungen am Kraftverstärkerende des Ventilkolbens
zum Bewegen des Ventilkolbens in der einen oder anderen Richtung um
das gleiche Ausmaß gestattet.
Da die Kraft an jedem der einander gegenüberliegenden Enden des Ventilkolbens
hydraulischen Ursprungs ist und auf dem gleichen Hydraulikfluid
basiert, sind Änderungen
des Drucks oder der Viskosität
des Hydraulikfluids selbstaufhebend und beeinflussen nicht die zentrierte
Position oder Nullposition des Ventilkolbens.
-
Die
Geschwindigkeit, mit der der Ventilkolben weg bewegt wird, kann
durch Erhöhen
oder Verringern des Tastverhältnisses
des PBM Elektromagneten oder Ventils geändert werden, wie in der
US-A-5,172,659 offenbart.
-
Es
ist wünschenswert,
die Winkelbeziehung des Verstellers festzulegen, wenn ungenügend Fluiddruck
vorhanden ist. Wenn zum Beispiel ungenügend Fluiddruck vorhanden ist,
kann der Hydraulikfluidstrom zur Aufrechterhaltung der Flügelpositionen
die Positionen nicht aufrechterhalten, wodurch es zu unerwünschten
Vibrationen kommen kann. Um die unerwünschten Vibrationen zu reduzieren
oder zu eliminieren, muss die Winkelposition des Verstellers unter Verwendung
anderer Mittel als der niedrige Fluiddruck aufrechterhalten werden.
Deshalb ist es wünschenswert,
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung einer einzigen
Quelle, wie zum Beispiel des PBM Elektromagneten oder Ventils, vorzusehen, um
sowohl die Steuerung der Flügelposition
zu erreichen, und wenn die Flügelposition
nicht aufrechterhalten werden kann, den Versteller und somit den Flügel in einer
geeigneten festgelegten Position zu verriegeln.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Steuersystem für einen variablen Nockenwellenversteller
(VCT-Versteller)
für einen
Versteller mit Folgendem bereitgestellt:
einem Schieberventil
(192), das so angeordnet ist, dass es in eine Nullposition
federbelastet ist und durch Fluiddrücke an einem ersten Ende (200b)
und einem zweiten Ende (200a) beeinflusst wird, wobei das
erste Ende durch ein Steuerfluid beeinflusst wird und das zweite
Ende eine Quellfluid ausgesetzte Fläche aufweist;
einem Kolben
(234a), der das erste Ende (200b) des Schieberventils
in Eingriff nimmt, wobei der Kolben eine gegenüberliegende Seite mit einer
Fläche
aufweist, die wesentlich größer ist
als die Fläche
des zweiten Endes (200a), die Quellfluid ausgesetzt ist;
einem
Sperrstift (10) zum Sperren des Verstellers in einer festgelegten
Winkelposition; und
einer Steuerung (206), die mit
dem Kolben (234a) in Strömungsverbindung steht, um dem
Kolben einen durch das Steuerfluid bewirkten Druck zur Steuerung der
Position des Schieberventils (192) zuzuführen,
dadurch
gekennzeichnet, dass
der Sperrstift (10) durch den
dem Kolben (234a) zugeführten
Fluiddruck entriegelt wird.
-
Somit
wird ein variables Nockenwellenverstellersystem bereitgestellt,
das einen VCT-Sperrstift in Hydraulikverbindung mit dem Steuerkreis
des Differenzdrucksteuersystems (DPCS) umfasst, wobei zur Steuerung
des DPCS verwendetes Hydraulikfluid auch zur Betätigung des VCT-Sperrstifts
verwendet werden kann. Wenn der Steuerdruck weniger als 50% des
Tastverhältnisses
beträgt,
steuert das gleiche Steuersignal den Sperrstift dahingehend an,
den mechanischen Anschlag in Eingriff zu nehmen, und steuert den
VCT dahingehend an, sich zum mechanischen Anschlag zu bewegen. Wenn
der Steuerdruck mehr als 50% des Tastverhältnisses beträgt, rückt der
Sperrstift aus dem mechanischen Anschlag aus und der VCT bewegt
sich vom mechanischen Anschlag weg.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 zeigt
einen Versteller mit einem Sperrstift der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Auf 1 Bezug
nehmend, umfasst ein Flügelzellen-VCT-Versteller ein
Gehäuse
(1), dessen Außenseite
einen Kettenradzahn (8) aufweist, der mit einer Steuerkette
(9) kämmt
und von ihr angetrieben wird. In dem Gehäuse (1) befinden sich
Fluidkammern (6) und (7). Koaxial im Gehäuse (1)
befindet sich ein frei bezüglich
des Gehäuses
drehbarer Rotor (2) mit Flügeln (5), die zwischen
die Kammern (6) und (7) passen, und ein mittleres
Steuerventil (4), das druckbeaufschlagtes Öl über Durchgänge (12)
und (13) zu den Kammern (6) bzw. (7)
leitet. Durch das Ventil (4) in die Durchgänge (12)
eingeleitetes druckbeaufschlagtes Öl drückt die Flügel (5) entgegen dem
Uhrzeigersinn bezüglich
des Gehäuses
(1) und zwängt
so das Öl
aus den Kammern (6) in die Durchgänge (13) und in das
Ventil (4). Für
den Fachmann liegt auf der Hand, dass diese Beschreibung Flügelzellenverstellern
im Allgemeinen gemein ist, und die spezifische Anordnung von Flügeln, Kammern, Durchgängen und
Ventilen, die in 1 gezeigt ist, innerhalb der
Lehren der Erfindung geändert
werden kann. Zum Beispiel kann die Anzahl von Flügeln und ihre Position geändert werden,
einige Versteller weisen nur einen einzigen Flügel auf, andere sogar bis zu
12, und die Flügel
können
am Gehäuse
angeordnet sein und sich in den Kammern am Rotor hin und her bewegen.
Das Gehäuse
könnte
durch eine Kette oder einen Riemen oder durch Zahnräder angetrieben
werden, und die Kettenradzähne
könnten
Zahnradzähne
oder eine gezahnte Riemenscheibe für einen Riemen sein.
-
Wieder
auf 1 Bezug nehmend, gleitet im erfindungsgemäßen Versteller
ein Sperrstift (10) in einer Bohrung (17) im Gehäuse (1)
und wird durch eine Feder (21) in eine (nicht gezeigte)
Aussparung im Rotor (2) gedrückt, um den Rotor (2)
und das Gehäuse
(1) in einer festgelegten Drehposition zu verriegeln. Ein
Fluiddurchgang (15) führt
gesteuertes Fluid, wie zum Beispiel druckbeaufschlagtes Öl von der
(nicht gezeigten) Motorölversorgung,
durch eine Steuerung verarbeitet (siehe infra), in die Aussparung.
Der Kolben (40) ist so bemessen, dass er in den Durchgang
(15) passt und ihn vollständig blockiert, wenn der Sperrstift
(10) in Eingriff steht.
-
Auf 2,
einen VCT-Mechanismus (400), Bezug nehmend, strömt ein Hydraulikfluid,
das zur Veranschaulichung in Form eines Motorschmieröls vorliegt, über eine
gemeinsame Einlassleitung (182) in die Aussparung (132a, 132b).
Die Einlassleitung (182) endet an einer Verbindungsstelle
zwischen einander gegenüberliegenden
Rückschlagventilen
(184 und 186), die durch Zweigleitungen (188 bzw. 190) mit
der Aussparung (132a bzw. 132b) verbunden sind.
Die Rückschlagventile
(184, 186) weisen ringförmige Sitze (184a bzw. 186a)
auf, um den Hydraulikfluidstrom durch die Rückschlagventile (184, 186) in
die Aussparungen (132a bzw. 132b) zu gestatten. Der
Hydraulikfluidstrom durch die Rückschlagventile (184, 186)
wird durch schwimmende Kugeln (184b bzw. 186b),
die durch Federn (184c bzw. 186c) elastisch gegen
die Sitze (184a bzw. 186a) gedrückt werden,
blockiert. Die Rückschlagventile
(184, 186) gestattet somit das anfängliche
Füllen
der Aussparungen (132a, 132b) und gewährleisten
eine kontinuierliche Versorgung von Zusatzhydraulikfluid, um eine Leckage
daraus auszugleichen. Hydraulikfluid tritt über ein Schieberventil (192),
das in der Nockenwelle (126) oder einer Verlängerung
davon eingebaut ist, in die Leitung (182) ein, und Hydraulikfluid
wird durch Rücklaufleitungen
(194 bzw. 196) aus den Aussparungen (132a, 132b)
zum Schieberventil (192) zurückgeführt.
-
Das
Schieberventil (192) besteht aus einem zylindrischen Glied
(198) und einem Ventilkolben (200), der im Glied
(198) hin und her verschiebbar ist. Der Ventilkolben (200)
weist zylindrische Stege oder ein erstes und zweites Ende (200a und 200b)
an einander gegenüberliegenden
Enden davon auf, und die Stege (200a und 200b),
die passgenau in das Glied (198) passen, sind so positioniert,
dass der Steg (200b) den Austritt von Hydraulikfluid aus
der Rücklaufleitung
(196) blockiert oder der Steg (200a) den Austritt
von Hydraulikfluid aus der Rücklaufleitung (194)
blockiert, oder die Stege (200a und 200b) den Austritt
von Hydraulikfluid aus beiden Rücklaufleitungen
(194 und 196) blockieren, wie in 2 gezeigt, wo
die Nockenwelle (126) in einer gewählten Zwischenposition bezüglich der
Kurbelwelle des zugehörigen
Motors gehalten wird.
-
Die
Position des Ventilkolbens (200) im Glied (198)
wird durch ein einander gegenüberliegendes Paar
Federn (202, 204) beeinflusst, das auf die Enden
der Stege (200a bzw. 200b) einwirkt. Somit drückt die
Feder (202) den Ventilkolben (200) in der in 2 dargestellten
Ausrichtung elastisch nach links, und die Feder (204) drückt den
Ventilkolben (200) in dieser Ausrichtung nach rechts. Die
Position des Ventilkolbens (200) im Glied (198)
wird weiter durch eine Zufuhr von druckbeaufschlagtem Fluid in einem
Teil (198a) des Glieds (198) außerhalb
des Stegs (200a) beeinflusst, das den Ventilkolben (200) nach
links drückt.
Der Teil (198a) des Glieds (198) empfängt sein
druckbeaufschlagtes Fluid (Motoröl) direkt
vom Hauptölkanal
(„MOG" – main oil gallery) (230)
des Motors über
eine Leitung (230a), und dieses Öl wird auch zum Schmieren eines
Lagers (232) verwendet, in dem sich die Kurbelwelle (1260 des Motors
dreht.
-
Die
Steuerung der Position des Ventilkolbens (200) im Glied
(198) erfolgt als Reaktion auf Hydraulikdruck im Steuerdruckzylinder
(234), dessen Kolben (234a) an einer Verlängerung
(200c) des Ventilkolbens (200) anliegt. Die Oberfläche des
Kolbens (234a) ist größer als
die Oberfläche
des Endes des Ventilkolbens (200), das Hydraulikdruck im
Teil (198) ausgesetzt ist, und ist vorzugsweise doppelt
so groß.
Somit sind die in entgegengesetzten Richtungen des Ventilkolbens
(200) wirkenden Hydraulikdrücke ausgeglichen, wenn der
Druck im Zylinder (234) die Hälfte von dem Druck im Teil
(198a) beträgt,
wobei angenommen wird, dass die Oberfläche des Kolbens (234a)
doppelt so groß ist
wie das Ende des Stegs (200a) des Ventilkolbens (200).
Dadurch wird die Steuerung der Position des Ventilkolbens (200) insofern
erleichtert, als der Ventilkolben (200) in seiner Nullposition
oder zentrierten Position, wie in 2 dargestellt,
bleibt, wenn die Federn (202 und 204) ausgeglichen
sind, wobei weniger als der volle Motoröldruck im Zylinder (234)
herrscht, wodurch der Ventilkolben (200) durch Erhöhen oder
Verringern des Drucks im Zylinder (234) je nachdem in beiden Richtungen
bewegt werden kann. Des Weiteren gewährleistet der Betrieb der Federn
(202, 204) die Rückkehr des Ventilkolbens (200)
in seine Nullposition oder zentrierte Position, wenn die hydraulischen Lasten
an den Enden der Stege (200a, 200b) ausgeglichen
werden. Obgleich die Verwendung von Federn, wie zum Beispiel der
Federn (202, 204) bei der Zentrierung des Ventilkolbens
(200) im Glied (198) bevorzugt wird, kommt, falls
gewünscht,
auch der Einsatz von elektromagnetischen oder elektrooptischen Zentriermitteln
in Betracht.
-
Der
Druck im Zylinder (234) wird durch einen Elektromagneten
(206), vorzugsweise der pulsbreitenmodulierten (PBM) Art,
als Reaktion auf ein Steuersignal von einer elektronischen Steuereinheit (ECU)
(208), die schematisch gezeigt wird und herkömmlicher
Konstruktion sein kann, gesteuert. Wenn sich der Ventilkolben (200)
in der Nullposition befindet, wenn der Druck im Zylinder (234)
gleich der Hälfe
des Drucks im Teil (198a) beträgt, wie oben beschrieben, sind
die ein-aus-Impulse des Elektromagneten (206) gleicher
Dauer; durch Erhöhen
oder Verringern der Einschaltdauer bezüglich der Ausschaltdauer wird
der Druck im Zylinder (234) bezüglich solch einer die Hälfte betragenden
Höhe erhöht oder verringert,
wodurch der Ventilkolben (200) nach rechts bzw. nach links
bewegt wird. Der Elektromagnet (206) empfängt Motoröl vom Motorölkanal (230) durch
eine Einlassleitung (212) und fördert Motoröl von solch einer Quelle durch
eine Versorgungsleitung (238) gezielt zum Zylinder (234). Überschüssiges Öl vom Elektromagneten
(206) wird über
eine Leitung (210) zum Sumpf entleert. Es sei darauf hingewiesen,
dass der Zylinder (234) an einem freiliegenden Ende der
Nockenwelle (126) angebracht sein kann, so dass der Kolben
(234a) an einem freiliegenden freien Ende (200c)
des Ventilkolbens (200) anliegt. In diesem Fall ist der
Elektromagnet (208) vorzugsweise in einem Gehäuse (234b)
angebracht, in dem auch der Zylinder (234a) untergebracht
ist.
-
Durch
Verwendung von Ungleichgewichten zwischen entgegengesetzt wirkenden
hydraulischen Lasten von einer gemeinsamen Hydraulikquelle an einander
gegenüberliegenden
Enden des Ventilkolbens (200), um ihn in die eine oder
andere Richtung zu bewegen, im Gegensatz zur Verwendung von Ungleichgewichten
zwischen einer hydraulischen Last an einem Ende und einer mechanischen
Last an einem gegenüberliegenden
Ende, kann das Steuersystem von 2 unabhängig von
Schwankungen der Viskosität
oder des Drucks des Hydrauliksystems arbeiten. Somit ist es nicht
erforderlich, das Tastverhältnis
des Elektromagneten (208) zu ändern, um den Ventilkolben
(200) in irgendeiner gegebenen Position, zum Beispiel in
seiner zentrierten Position oder Nullposition, zu halten, wenn sich
die Viskosität
oder der Druck des Hydraulikfluids während des Betriebs des Systems ändert. Hierbei
versteht sich, dass die zentrierte Position oder Nullposition des
Ventilkolbens (200) die Position ist, in der keine Änderung
des Nockenwellen-zu-Nockenwellen-Phasenwinkels
vorliegt, und es ist für
einen ordnungsgemäßen Betrieb eines
VCT-Systems wichtig, den Ventilkolben (200) in seiner Nullposition
schnell und zuverlässig
positionieren zu können.
-
Zusatzöl für die Aussparungen
(132a, 132b) des Kettenrads (132) zum
Ausgleich von Leckage daraus wird mittels eines kleinen, inneren
Durchgangs (220) im Ventilkolben (200) vom Durchgang (198a)
zu einem ringförmigen
Raum (198b) des zylindrischen Glieds (198) bereitgestellt,
aus dem es in die Einlassleitung (182) strömen kann.
Ein Rückschlagventil
(222) ist im Durchgang (220) angeordnet, um den Ölfluss von
dem ringförmigen
Raum (198b) zum Teil (198a) des zylindrischen
Glieds (198) zu blockieren.
-
Der
Flügel
(160) wird als Alternative durch die Drehmomentpulsationen
in der Nockenwelle (126) im Uhrzeigersinn und entgegen
dem Uhrzeigersinn gedrückt,
und diese Drehmomentpulsationen neigen dazu, den Flügel (160)
und somit die Nockenwelle (126) bezüglich des Kettenrads (132)
in Schwingungen zu versetzen. In der Position des Ventilkolbens
(200) in 2 im zylindrischen Glied (198) werden
solche Schwingungen durch das Hydraulikfluid in den Aussparungen
(132a, 132b) des Kettenrads (132) auf
einander gegenüberliegenden
Seiten der Lappen (160a bzw. 160b) des Flügels (160)
verhindert, weil kein Hydraulikfluid irgendeine der Aussparungen
(132a, 132b) verlassen kann, weil beide Rücklaufleitungen
(194, 196) durch die Position des Ventilkolbens
(200) im Zustand des Systems von 2 blockiert
sind. Wenn es zum Beispiel erwünscht
ist, es der Nockenwelle (126) und dem Flügel (160)
zu gestatten, sich bezüglich
des Kettenrads (132) entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen, muss
nur der Druck im Zylinder (234) auf eine größere Höhe als das
Eineinhalbfache der Höhe
im Teil (198a) des zylindrischen Glieds erhöht werden.
Dadurch wird der Ventilkolben (200) nach rechts gedrückt und
dadurch die Rücklaufleitung
(194) freigegeben. In diesem Zustand der Vorrichtung wird
durch Drehmomentpulsationen entgegen dem Uhrzeigersinn Fluid aus
dem Teil der Aussparung (132a) gepumpt und es dem Lappen
(162a) des Flügels
(160) gestattet, sich in den Teil der Aussparung zu bewegen,
aus dem Hydraulikfluid entleert worden ist. Eine Rückwärtsbewegung
des Flügels
tritt jedoch nicht auf, wenn die Drehmomentpulsationen in der Nockenwelle
entgegengesetzt gerichtet werden, es sein denn, dass und bis sich
der Ventilkolben (200) aufgrund der Blockierung des Fluidstroms
durch die Rücklaufleitung
(196) durch den Steg (200b) des Ventilkolbens
(200) nach links bewegt. Obgleich in 2 als
ein getrennter geschlossener Durchgang dargestellt, weist der Umfang
des Flügels
(160) einen (nicht gezeigten) offenen Öldurchgangsschlitz auf, der
die Übertragung
von Öl
zwischen dem Teil der Aussparung (132a) auf der rechten
Seite des Lappens (160a) und dem Teil der Aussparung (132b)
auf der rechten Seite des Lappens (160b), die als nicht aktive
Seiten der Flügel
(160a, 160b) bekannt sind, gestattet; somit kommt
es zu einer Bewegung des Flügels
(160) bezüglich
des Kettenrads, wenn ein Strom durch die Rücklaufleitung (194)
gestattet wird, und es kommt zu einer Bewegung im Uhrzeigersinn, wenn
Strom durch die Rücklaufleitung
(196) gestattet wird.
-
Des
Weiteren ist der Durchgang (182) oder mit einer Verlängerung
(182a) zur nicht aktiven Seite eines der Lappen (160a, 160b),
der als der Lappen (160b) bezeichnet wird, vorgesehen,
damit eine kontinuierliche Arbeitsversorgung von Zusatzöl zu den nichtaktiven
Seiten der Lappen (160a, 160b) für ein besseres
Drehgleichgewicht, eine verbesserte Dämpfung der Flügelbewegung
und eine verbesserte Schmierung der Lagerflächen des Flügels (160) gestattet
wird. Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Zufuhr von Zusatzöl es überflüssig macht,
das Zusatzöl
durch den Elektromagneten (206) zu leiten. Somit hat der
Zusatzölstrom
keinen Einfluss auf den Betrieb des Elektromagneten (206)
und wird davon auch nicht beeinflusst. Insbesondere wird den Lappen
(160a, 160b) bei einem Versagen des Elektromagneten
(206) weiterhin Zusatzöl
zugeführt,
und es verringert die Ölflussgeschwindigkeiten,
die von dem Elektromagneten (206) gehandhabt werden müssen.
-
Es
sei darauf hingewiesen, dass die Rückschlagventile (184 und 186)
Scheibenrückschlagventile
im Gegensatz zu Kugelrückschlagventilen
von 2 sein können.
Obgleich Scheibenrückschlagventile
für einige
Ausführungsformen
möglicherweise bevorzugt
werden, versteht sich, dass auch andere Arten von Rückschlagventilen
verwendet werden können.
-
Wieder
auf 2 Bezug nehmend, wird ein Differenzdrucksteuersystem
(DPCS) (234) verwendet, um das Schieberventil (192),
das die Betätigungsgeschwindigkeit
und -richtung eines VCT-Mechanismus
(400) steuert, zu bewegen. Die DPCS (234) besteht
aus einem federbelasteten Schieberventil (192). Mit anderen
Worten besitzt das Schieberventil (192) eine erste Seite
(200b) und eine zweite Seite (200a), wobei jede
Seite einen Bereich aufweist, der jeweils mit Federn (202, 204)
verbunden ist. Ein Ende des Schieberventils (192), das
heißt
der Bereich auf der ersten Seite (200b), wird durch einen Kolben
(234a) von ungefähr
doppelter Fläche
als die zweite Seite (200a) des Schieberventils (192)
kontaktiert (oder umfasst diesen). „Steuerfluid", das über einen
pulsbreitenmodulierten (PBM) Elektromagneten (206) modifiziert
ist, wird über
den Durchgang (238) an das Ende des Kolbens (234a)
des Schieberventils (192) angelegt. Quellfluid, wie zum
Beispiel Öl,
wird dem anderen Ende des Schieberventils (192) zugeführt. Da
der Bereich des Kolbens (234a) ungefähr doppelt so groß ist wie
das andere Ende des Schieberventils (192), wird das Schieberventil
(192) dann in der Nullposition ausgeglichen, wenn der Steueröldruck ungefähr 50% des
Quellendrucks beträgt.
Um das Schieberventil (192) aus der Nullposition zu bewegen
und den VCT zu betätigen,
muss der Steuerdruck über
oder unter einem 50%-Ventil, wie zum Beispiel dem Schieberventil
(192), moduliert werden.
-
Ein
zweites Merkmal des VCTs besteht in der Sperrung des VCTs in einer
der Hubendpositionen. Wenn der Druck des DPCS (234) in
die Nähe
von 0 PSI abfällt,
oder bei jeglichem Wert geringer als 50% Tastverhältnis, bewegt
sich das Schieberventil (192) heraus und steuert den VCT
in die Endposition, das heißt
zum mechanischen Anschlag, an.
-
Des
Weiteren zeigt 2 den VCT-Sperrstift (10),
der im gleichen Steuerkreis wie der DPCS-Kolben (234a)
eingebaut ist. Der VCT-Sperrstift ist über einen Kanal (15)
mit dem DPCS (234) verbunden. Der VCT-Sperrstift (10)
wird nun dazu angesteuert, bei dem gleichen Steuersignal einzurücken, das
das VCT-Schieberventil (192) in die Auswärtsposition steuert.
Bei irgendeinem Steuerdruck mit weniger als 50% Tastverhältnis drückt die
Feder (21) den Sperrstift (10) zum Eingriff, während sich
der VCT zum mechanischen Anschlag bewegt, was die verriegelte Position
ist. Durch Aufnahme des VCT-Sperrstifts (10) in den gleichen
Steuerkreis wie der DPCS-Kolben (234a) kann auf einen zusätzlichen
Elektromagneten verzichtet werden.
-
Es
versteht sich, dass der Sperrstift vorbelastet oder Druck angelegt
sein könnte,
so dass der Stift am anderen Ende der PBM-Modulation bei größer gleich
50% Tastverhältnis
eingerückt
werden könnte.
Das Obige kommt innerhalb der Lehren der vorliegenden Erfindung
in Betracht.
-
Demgemäß versteht
sich, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung
die Anwendung der Grundzüge
der Erfindung lediglich veranschaulichen. Bezugnahmen hierin auf
die dargestellten Ausführungsformen
sollen den Schutzbereich der Ansprüche nicht einschränken, die
selber jene Merkmale, die als wesentlich für die Erfindung betrachtet
werden, darlegen.