DE60316518T2 - Differentialdruckkontrolle für Nockenwellenversteller mit Verriegelungsstift - Google Patents

Differentialdruckkontrolle für Nockenwellenversteller mit Verriegelungsstift Download PDF

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Description

  • 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.

Claims (5)

  1. Steuersystem für einen variablen Nockenwellenversteller (VCT-Versteller) für einen Versteller, mit Folgendem: 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.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (206) ein Differenzdrucksteuersystem zum Bewegen des Schieberventils (192) ist, das die Betätigungsrate und -richtung eines VCT-Verstellers steuert.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fluidsteuerung den Fluiddruck als Funktion der Zeit steuert.
  4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Sperrstift (10) federbelastet ist.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die gegenüberliegende Seite des Kolbens (234a) eine Fläche aufweist, die ungefähr doppelt so groß ist wie die Fläche des zweiten Endes (200a), die dem Quellfluid ausgesetzt ist.
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