DE10150123A1 - Ventilsteuerungskontrollvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Ventilsteuerungskontrollvorrichtung beinhaltet ein Verriegelungselement und ein Schubelement. Das Verriegelungselement verriegelt einen Rotor in Relation zu einem Gehäuse annähernd an einer Zwischenposition, die sowohl von einer maximalen Fortschrittsseitenposition als auch einer maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist. Zu jeder Zeit schiebt das Schubelement das Verriegelungselement in eine Richtung, in der das Verriegelungselement in das Passloch passt, welches Passloch an einer beliebigen Seite des Rotors oder des Gehäuses angeordnet ist. Ein hydraulischer Freigabedruck zum Freigeben des Befestigungszustandes des Verriegelungselementes in dem Passloch gegen die Schubkraft des Schubelementes ist so festgelegt, dass dieser höher als ein hydraulischer Verriegelungsdruck ist, welcher den Befestigungszustand des Verriegelungselementes in dem Passloch gestattet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilsteuerungskontrollvorrichtung zum Verändern einer Öffnungs- und Verschließzeiteinstellung eines Einlassventils oder eines Auslassventils, welches einen Kontakt mit Nocken herstellt, welche auf einer Einlass-Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine (nachfolgend als Motor bezeichnet) fixiert sind.

Beschreibung des Standes der Technik

Es wurden verschiedene Arten von Lösungen für konventionelle Ventilsteuerungskontrollvorrichtung vorgeschlagen. Die Mehrzahl dieser Vorschläge beinhaltet ein Gehäuse, welches synchron mit einer Antriebskraftübertragungseinrichtung rotiert, welche eine Antriebskraft von einer Kurbelwelle des Motors zu einer Einlass-Nockenwelle und einer Auslass- Nockenwelle überträgt, einen Behälter, der auf dem Gehäuse fixiert ist und eine Vielzahl von Schuhen besitzt, welche nach innen hervorstehen, um eine Vielzahl von hydraulischen Druckkammern zu bilden, und einen Rotor, der auf einem Ende der Einlass-Nockenwelle oder der Auslass-Nockenwelle fixiert ist und eine Vielzahl von Flügeln besitzt, welche die hydraulischen Druckkammern z. B. in hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammern und hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammern unterteilen. Ein hydraulischer Druck wird mittels eines Ölkontrollventils (nachfolgend als OCV bezeichnet) an die hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer geliefert und von der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer abgelassen, und der Rotor rotiert an einem erforderlichen Winkel relativ in Bezug zu dem Behälter. Auf diese Weise ist es möglich, die Phase der Einlass-Nockenwelle oder der Auslass-Nockenwelle variabel zu kontrollieren und die Öffnungs- und Verschließzeiteinstellung des Einlassventils und des Auslassventils passend zu beliebigen Betriebsbedingungen zu verändern.

Die meisten der konventionellen Ventilsteuerungskontrollvorrichtungen besitzen einen Verriegelungsmechanismus, um den Rotor, der auf einem Ende der Nockenwelle fixiert ist, in Relation zu dem Behälter zu verriegeln, der beim Starten des Motors synchron mit der an einer Referenzposition befindlichen Kurbelwelle rotiert.

Der Verriegelungsmechanismus beinhaltet ein Paßloch, welches an einer beliebigen Seite des Rotors oder des Behälters angeordnet ist, ein Verriegelungselement, welches an der anderen Seite angeordnet ist und in das Paßloch passt, um den Rotor an einer beliebigen Seite von der maximalen Fortschrittsseitenposition und der maximalen Verzögerungsseitenposition in Relation zu dem Behälter zu verriegeln, und ein Schubelement zum Schieben des Verriegelungselementes in eine Richtung, in der das Verriegelungselement jederzeit in das Paßloch passt. Mit der konventionellen Konstruktion war die ursprüngliche Betriebsrichtung des Rotors entweder nur auf die Verzögerungsrichtung oder nur die Fortschrittsrichtung beschränkt.

Wenn es jedoch möglich ist, den Rotor der Ventilsteuerungskontrollvorrichtung beim Starten des Motors von der Referenzposition (nachfolgend als eine Verriegelungsposition bezeichnet) in Richtung zu der Fortschrittsseite und der Verzögerungsseite hin zu betreiben, ohne dass hierbei eine Beschränkung auf nur eine Richtung, wie z. B. der Verzögerungsrichtung oder der Fortschrittsrichtung, besteht, dann ist es eine Selbstverständlichkeit, dass eine solche Vorrichtung eine verbesserte Vielseitigkeit/Beweglichkeit haben wird.

Deshalb wird ein Zwischenpositions-Verriegelungstyp der Ventilsteuerungskontrollvorrichtung vorgeschlagen. Bei der Vorrichtung ist die Verriegelungsposition angenähert auf eine Zwischenposition festgelegt, die sowohl von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist. Es ist möglich, den Rotor von der Verriegelungsposition zu der Fortschrittsseite und zu der Verzögerungsseite zu betreiben.

Der Zwischenpositions-Verriegelungstyp der Ventilsteuerungskontrollvorrichtung besitzt jedoch typische Probleme, die sich von der typischen Konstruktion herleiten, welche von den konventionellen Ventilsteuerungskontrollvorrichtungen, wie z. B. dem maximalen Fortschrittsseitenpositions-Verriegelungstyp oder dem maximalen Verzögerungsseitenpositions-Verriegelungstyp verschieden ist.

Bei dem maximalen Fortschrittsseitenpositions- Verriegelungstyp oder dem maximalen Verzögerungsseitenpositions-Verriegelungstyp der Ventilsteuerungskontrollvorrichtung wird als Erstes, wenn das Verriegelungselement im Stande ist, in das Paßloch zu passen, ein hydraulischer Druck an den Rotor angelegt, um den Rotor in Richtung der Verriegelungsposition zu drücken. Hierbei wird ein Kontakt von einem der Flügel des Rotors mit einem der Schuhe des Behälters an der maximalen Fortschrittsseitenposition oder der maximalen Verzögerungsseitenposition sichergestellt. Da keine Kraft an das Verriegelungselement angelegt wird, schlägt (Anm. des Übs.: catch on) das Verriegelungselement deshalb nicht an andere Teile an. Sogar dann, wenn bei der konventionellen Ventilsteuerungskontrollvorrichtung ein hydraulischer Druck in der Vorrichtung reduziert wird, wenn ein Arbeitsöl durch Betätigung der Vorrichtung verbraucht wird, oder wenn ein hydraulischer Druckkanal in der OCV-Seite in einem hydraulischen Druckversorgungsmodus der OCV-Seite (nachfolgend als OCV-Zwischenverweilmodus bezeichnet) eng wird, um den Rotor bei einem normalen Betrieb in Bezug auf den Behälter an der Zwischenposition zu halten, dann passt ferner das Verriegelungselement nicht oder greift das Verriegelungselement nicht zwischen die maximale Fortschrittsseitenposition und die maximale Verzögerungsseitenposition, weil das Paßloch an der maximalen Fortschrittsseitenposition oder der maximalen Verzögerungsseitenposition angeordnet ist. Weil das Verriegelungselement nicht in das Paßloch einschnappt oder in dieses eingreift, wird die Ventilsteuerungskontrollvorrichtung während eines normalen Betriebs oder in einem Zwischenverweilzustand nicht deaktiviert.

Andererseits ist bei dem Zwischenpositions-Verriegelungstyp einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung das Paßloch annähernd an einer Zwischenposition sowohl getrennt von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition angeordnet. Wenn der Rotor in Bezug auf den Behälter infolge des von dem OCV zugeführten hydraulischen Druckes ungefähr an der Zwischenposition gehalten wird, wird der hydraulische Druckkanal in der OCV- Seite enger, wenn dieser sich in dem OCV-Zwischenverweilmodus befindet. Ein hydraulischer Druck in der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer oder der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer und in einer hydraulischen Freigabedruckkammer wird deshalb auf im Wesentlichen die Hälfte des hydraulischen Druckes in dem OCV reduziert, und der hydraulische Freigabedruck ist nicht ausreichend. Als Folge davon schlägt das Verriegelungselement manchmal an das Paßloch oder passt in das Paßloch. In diesem Fall besteht ein Problem dahingehend, dass das Verriegelungselement und das Paßloch einem Verschleiß unterliegen, welcher die Haltbarkeit dieser Teile reduziert, und dass die Ventilsteuerungskontrollvorrichtung unfähig wird, von dem Zwischenverweilzustand aus betrieben zu werden.

Zweitens, wenn das Verriegelungselement über das Paßloch als die Zwischenverriegelungsposition hinaus betrieben wird, und der hydraulische Freigabedruck in Verbindung mit der Verringerung des hydraulischen Druckes in der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer oder der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer reduziert wird, was durch einen Verbrauch des Arbeitsöls erzeugt wird, das für den Betrieb der Vorrichtung verwendet wird, dann taucht das Verriegelungselement infolge der Schubkraft des Schubelementes unter Betriebsbedingung auf und schnappt in das Paßloch ein, um einen Betrieb zu verhindern.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilsteuerungskontrollvorrichtung, die von einem Typ ist, welcher einen Rotor in einer Zwischenposition verriegelt, die zwischen der maximalen Fortschrittsseite und der maximalen Verzögerungsseite in Bezug auf einen Behälter/ein Gehäuse definiert ist, zu schaffen, welche den Betrieb eines Verriegelungselements zuverlässig kontrollieren kann, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen.

Zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventilsteuerungskontrollvorrichtung zum Verändern einer Öffnungs- und Verschließzeiteinstellung eines Einlassventils oder eines Auslassventils, welches einen Kontakt mit Nocken herstellt, die auf einer Einlass-Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine fixiert sind: ein Gehäuse, das synchron mit einer Antriebskraftübertragungseinrichtung rotiert, welche eine Antriebskraft von einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zu einer Einlass-Nockenwelle und einer Auslass-Nockenwelle überträgt; einen Behälter, der auf dem Gehäuse fixiert ist und eine Vielzahl von Schuhen besitzt, welche nach innen hervorstehen, um eine Vielzahl von hydraulischen Druckkammern zu bilden; einen Rotor, der auf einem Ende der Einlass-Nockenwelle oder der Auslass- Nockenwelle fixiert ist und eine Vielzahl von Flügeln besitzt, um die hydraulischen Druckkammern in hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammern und hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammern zu unterteilen; ein Paßloch, das entweder auf dem Rotor oder dem Behälter angeordnet ist; ein Verriegelungselement, das entweder auf dem Behälter oder dem Rotor angeordnet ist und in das Paßloch passt, um den Rotor in Relation zu dem Behälter annähernd an einer Zwischenposition zu verriegeln, die sowohl von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist; und ein Schubelement, welches das Verriegelungselement in einer Richtung senkrecht vorspannt, in der das Verriegelungselement in das Paßloch passt, worin ein hydraulischer Freigabedruck zum Freigeben des Befestigungszustandes des Verriegelungselementes in dem Paßloch gegen die Schubkraft des Schubelementes so festgelegt ist, dass dieser höher als ein hydraulischer Verriegelungsdruck ist, welcher den Befestigungszustand des Verriegelungselementes in dem Paßloch gestattet. Auf diese Art und Weise kann eine Belastung des Schubelementes entsprechend zu dem hydraulischen Verriegelungsdruck vorher auf ein niedriges Niveau eingestellt werden. Es kann deshalb ein betriebliches Versagen der Vorrichtung sogar dann zuverlässig verhindert werden, wenn ein hydraulischer Druck in der Vorrichtung durch den OCV-Zwischenverweilmodus reduziert ist, oder sogar dann, wenn das Arbeitsöl durch einen Betrieb der Vorrichtung verbraucht wird. Das betriebliche Versagen der Vorrichtung wird verursacht, wenn das Verriegelungselement infolge der Schubkraft des Schubelementes von dem Paßloch hervorschießt, um in das Paßloch einzuschnappen oder einzugreifen.

Der hydraulische Verriegelungsdruck kann so eingestellt werden, dass er nahezu gleich zu einem oder geringer als ein hydraulischer Druck zum Generieren eines in der Vorrichtung erzeugten Drehmomentes ist, wobei das Drehmoment gleich einem Nocken-Drehmoment während einer Verbrennung ist. Auf diese Weise kann sogar in einem Zustand eines minimalen hydraulischen Druckes, wie z. B. bei einem Öl hoher Temperatur oder bei einer Leerlaufrotation, und sogar in dem Zwischenverweilzustand die Schwierigkeit des Einpassens des Verriegelungselements in das Paßloch oder ein Einschließen/Gefangenwerden (getting trapped) des Verriegelungselements in dem Paßloch vermieden werden. Als ein Resultat kann die Arbeitsweise des Verriegelungselementes zuverlässig kontrolliert werden.

Die vorliegende Erfindung kann ferner einen ersten und einen zweiten Verbindungskanal umfassen, worin der erste Verbindungskanal eine rückwärtige Druckkammer, in welcher das Schubelement angeordnet ist, mit der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer oder mit der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer als eine betriebliche hydraulische Druckkammer zum Betätigen der Vorrichtung verbindet, und worin der zweite Verbindungskanal die rückwärtige Druckkammer mit einer Außenseite der Vorrichtung verbindet. Da in einem Freigabevorgang ein rückwärtiger Druck an das Verriegelungselement angelegt werden kann, kann auf diese Art und Weise der hydraulische Freigabedruck so eingestellt werden, dass er höher als der hydraulische Verriegelungsdruck ist. Da der Freigabevorgang auch verzögert werden kann, kann beim Starten des Motors ein Ablassen von Luft, die in jedem Kanal und jeder Kammer in dem VVT verbleibt, durch den ersten und zweiten Verbindungskanal hindurch zu der Außenseite sichergestellt werden. Als ein Resultat können Freigabevorgänge, welche nicht vorbestimmt und ein Resultat von Restluft sind, zuverlässig vermieden werden.

Der erste Verbindungskanal kann an einem Ende des Behälters in einer axialen Richtung des Behälters ausgebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, den ersten Verbindungskanal einfach herzustellen. Es ist auch möglich, die Länge in dem minimalen Querschnittsbereich des ersten Verbindungskanals zu verkürzen, um den Durchgangswiderstand in dem ersten Verbindungskanal zu reduzieren. Ferner ist es möglich, den Freigabevorgang des Verriegelungselementes stabil durchzuführen.

Der erste Verbindungskanal kann eine Abzweigung eines hydraulischen Druckversorgungskanals sein, welcher die betriebliche hydraulische Druckkammer mit einer hydraulischen Freigabedruckkammer verbindet. Auf diese Weise ist es möglich, den ersten Verbindungskanal leicht herzustellen, und den Durchgangswiderstand in dem ersten Verbindungskanal zu reduzieren.

Die Querschnittsfläche des ersten Verbindungskanals kann so festgelegt sein, dass sie größer als die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals ist. Da der rückwärtige Druck sicher an die rückwärtige Druckkammer angelegt werden kann, kann der hydraulische Freigabedruck auf diese Weise so festgelegt werden, dass er höher als der hydraulische Verriegelungsdruck ist.

Die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals kann größer als diejenige Querschnittsfläche festgelegt sein, welche eine Abfuhr von Fremdmaterialien gestattet. Weil Fremdmaterialien im Ablassöl sicher von der rückwärtigen Kammer zu der Außenseite ausströmen können, kann auf diese Art und Weise verhindert werden, dass der zweite Verbindungskanal durch die Fremdmaterialien blockiert wird; und es kann eine zuverlässige Arbeitsweise des Verriegelungselementes sichergestellt werden.

Die Antriebskraftübertragungseinrichtung kann eine Kette sein, das Verriegelungselement kann sich in einer radialen Richtung der Vorrichtung bewegen, und ein Stopper kann an dem äußersten Abschnitt der Vorrichtung angeordnet sein, wobei der Stopper das Schubelement in der rückwärtigen Druckkammer hält und in den zweiten Verbindungskanal integriert ist. Auf diese Weise wird der rückwärtige Druck in der rückwärtigen Druckkammer direkt zu der Außenseite abgelassen, ohne dass ein Durchgangswiderstand infolge der Kanallänge oder des Kanaldurchmessers auftritt. Eine stabile Differenz zwischen dem hydraulischen Freigabedruck und dem hydraulischen Verriegelungsdruck kann sogar dann vorbestimmt werden, wenn das Öl in der hydraulischen Druckkammer, wie z. B. einer hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer, mit Luft vermischt ist.

Eine Ventilsteuerungskontrollvorrichtung zum Verändern einer Öffnungs- und Verschließzeiteinteilung eines Einlassventils oder eines Auslassventils, welches einen Kontakt mit Nocken herstellt, die auf einer Einlass-Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine fixiert sind, kann umfassen: ein Gehäuse, welches synchron mit einer Antriebskraftübertragungseinrichtung rotiert, welche eine Antriebskraft von einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zu einer Einlass-Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle überträgt; einen Behälter, der auf dem Gehäuse fixiert ist und eine Vielzahl von Schuhen besitzt, die nach innen hervorstehen, um eine Vielzahl von hydraulischen Druckkammern zu bilden; einen Rotor, der auf einem Ende der Einlass-Nockenwelle oder der Auslass- Nockenwelle fixiert ist und eine Vielzahl von Flügeln besitzt, welche die hydraulischen Druckkammern in hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammern und hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammern unterteilen; ein Paßloch, das entweder auf dem Rotor oder dem Behälter angeordnet ist; ein Verriegelungselement, das auf dem Behälter oder dem Rotor angeordnet ist und in das Paßloch passt, um den Rotor in Relation zu dem Behälter annähernd an einer Zwischenposition zu verriegeln, die sowohl von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist, wobei das Verriegelungselement einen Kopfabschnitt besitzt, der in das Paßloch passt, und einen Flanschabschnitt, der einen Durchmesser besitzt, der größer als der Kopfabschnitt ist; ein Schubelement, welches das Verriegelungselement in eine Richtung schiebt, in welcher das Verriegelungselement jederzeit in das Paßloch passt; und ein Dichtungselement zum Absperren des Stroms von Arbeitsöl zwischen der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer und der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer, worin das Dichtungselement so angeordnet sein kann, dass es einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer an den Flanschabschnitt des Verriegelungselementes anlegt, und dass es einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer an den Kopfabschnitt und den Flanschabschnitt des Verriegelungselementes anlegt. Auf diese Art und Weise kann sogar dann, wenn ein aktiver hydraulischer Freigabedruck beim Wählen des OCV-Zwischenverweilmodus reduziert wird, der hydraulische Freigabedruck auf eine größere Fläche des Verriegelungselementes auferlegt werden, um eine Freigabe des Verriegelungselementes und eine stabile Arbeitsweise der Vorrichtung sicherzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Ventilsystems eines Motors, der mit einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 2 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion eines Ölkontrollventils zum Zuführen eines hydraulischen Druckes zu der in Fig. 1 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung.

Fig. 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von Fig. 3.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Details B von Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen einem hydraulischen Freigabedruck und einer Betätigung des Verriegelungselementes der in Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung zeigt.

Fig. 7 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C von Fig. 8.

Fig. 10A ist eine Querschnittsansicht eines verriegelten Zustandes in der in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung.

Fig. 10B ist eine Querschnittsansicht eines freigegebenen Zustandes in der in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung.

Fig. 11 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Nachfolgend wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert werden.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Ventilsystems eines Motors, der mit einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Fig. 2 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion eines Ölkontrollventils zum Zuführen eines hydraulischen Druckes zu der in Fig. 1 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung. Fig. 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A von Fig. 3.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Details B von Fig. 4. Fig. 6 ist ein Diagramm, welches eine Beziehung eines hydraulischen Freigabedruckes und einer Betätigung des Verriegelungselementes in der in Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung darstellt.

In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 eine Kurbelwelle eines Motors (nicht gezeigt), und Bezugszeichen 2 kennzeichnet ein Kettenzahnrad, das auf einem Ende der Kurbelwelle 1 fixiert ist. Bezugszeichen 3 kennzeichnet eine Einlass-Nockenwelle, und Bezugszeichen 4 kennzeichnet eine Auslass-Nockenwelle. Bezugszeichen 5 kennzeichnet eine Kontrollvorrichtung zur variablen Ventilsteuerung (nachfolgend als Einlass-VVT bezeichnet), die an einem Ende der Einlass-Nockenwelle 3 angeordnet ist. Bezugszeichen 6 kennzeichnet eine Kontrollvorrichtung zur variablen Ventilsteuerung (nachfolgend als Auslass-VVT bezeichnet), die an einem Ende der Auslass-Nockenwelle 4 angeordnet ist. Bezugszeichen 7 kennzeichnet eine Steuerkette (eine Antriebskraftübertragungseinrichtung), welche eine rotatorische Antriebskraft von der Kurbelwelle 1 über das Kettenzahnrad 2, die Einlass-VVT 5 und die Auslass-VVT 6 zu der Einlass-Nockenwelle 3 und der Auslass-Nockenwelle 4 überträgt. Eine Nocke 8 besitzt eine Nockenfläche, welche einen Kontakt mit einem Einlassventil (nicht gezeigt) des Motors (nicht dargestellt) herstellt und integral auf der Einlass-Nockenwelle 3 angeordnet ist. Eine Nocke 9 besitzt eine Nockenfläche, welche Kontakt mit einem Auslassventil (nicht gezeigt) besitzt und integral auf der Auslass- Nockenwelle 4 angeordnet ist.

Ein hydraulischer Druck wird mit Hilfe eines OCV 10, wie es z. B. in Fig. 2 gezeigt ist, der Einlass-VVT 5 und der Auslass-VVT 6 zugeführt und von diesen abgelassen. Das OCV 10 ist in einem Motorblock 11 angeordnet. Das OCV 10 beinhaltet: ein zylindrisch geformtes Ventilgehäuse 12; eine Spule 13, die in axialer Richtung des Ventilgehäuses 12 in dem Ventilgehäuse 12 angeordnet ist; und einen magnetischen Antriebsabschnitt 14, welcher die Spule 13 verschiebbar in der axialen Richtung antreibt. Ein erstes Rohr 15, ein zweites Rohr 16, ein Zuführrohr 18, ein erstes Ablassrohr 19 und ein zweites Ablassrohr 20 sind jeweils mit dem Umfang des Ventilgehäuses 12 verbunden. Das erste Rohr 15 legt einen hydraulischen Druck an die später beschriebene hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 an und führt den hydraulischen Druck von der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer ab. Das zweite Rohr 16 legt einen hydraulischen Druck an eine später beschriebene hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammer der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 an und führt den hydraulischen Druck von der hydraulischen Verzögerungsseiten- Druckkammer ab. Das Zuführrohr 18 liefert ein in einer Ölwanne 17 angesammeltes Öl an das Ventilgehäuse 12. Das erste und das zweite Ablassrohr 19 und 20 führen das Öl in dem Ventilgehäuse 12 zu der Ölwanne 17 zurück. Eine Ölpumpe 21, welche das Öl von der Ölwanne 17 abpumpt, und ein Ölfilter 22, der Fremdmaterialien von dem durch die Ölpumpe 21 abgepumpten Öl entfernt, sind an dem Zuführrohr 18 angeordnet.

Eine Vielzahl von Vorsprüngen 13a und Nuten 13b, welche mit dem ersten und zweiten Rohr 15 und 16, dem Zuführrohr 18 und dem ersten und zweiten Ablassrohr 19 und 20 korrespondieren, sind an dem Umfang der Spule 13 geformt. Das Verschieben der Spule 13 in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 12 erlaubt Verbindungen zwischen einem Rohr und den korrespondierenden Rohren. Ein Ende der Spule 13, welches in Fig. 2 als ein linkes Ende dargestellt ist, stößt koaxial gegen ein Ende (welches in Fig. 2 als ein rechtes Ende dargestellt ist) einer Stange 23, welche als ein bewegliches axiales Element in dem magnetischen Antriebsabschnitt 14 angeordnet ist. Eine magnetische Anziehungskraft, infolge eines Linear-Elektromagneten 24 des magnetischen Antriebsabschnitts 14, gestattet es der Stange 23, die Spule 13 gegen eine infolge einer Feder 25, die in dem Ventilgehäuse 12 angeordnet ist, auftretende Schubkraft in Richtung zu der Seite des Ventilgehäuses 12 zu schieben. Ein zylindrisch geformter Vorsprung 26 ist an einem Ende der axialen Richtung des magnetischen Antriebsabschnitts 14 angeordnet. Eine erste Büchse 27 ist mit einer Presspassung in dem Vorsprung 26 angeordnet und fixiert und fungiert als ein Gleitlager, welches ein Ende der Stange 23 aufnehmen und tragen kann. Ein Kern 28 liegt dem Vorsprung 26 in der axialen Richtung gegenüber und ist an dem anderen Ende der axialen Richtung des magnetischen Antriebsabschnitts 14 angeordnet und wirkt als eine Komponente des magnetischen Antriebsabschnitts 14. Eine zweite Büchse 29 ist mit einer Presspassung in dem Kern 28 angeordnet und fixiert und fungiert als ein Gleitlager, welches auf dem anderen Ende der Stange 23 gleiten und das andere Ende tragen kann. Ein Plunger 30, als ein beweglicher Kern, ist zwischen der ersten und der zweiten Büchse 27 und 29 angeordnet und auf der Stange 23 befestigt.

Der Linear-Elektromagnet 24 ist über einen Anschluss 31 mit einer Motorkontrolleinheit (nachfolgend als ECU bezeichnet) 32 verbunden. Die ECU 32 ist mit verschiedenen Sensoren verbunden, beinhaltend einen Kurbelwinkelsensor (nicht gezeigt), welcher als ein Winkelsensor der Kurbelwelle 1 wirkt, und einen Nocken-Winkelsensor (nicht gezeigt), welcher als ein Winkelsensor der Einlassnocke 8 oder der Auslassnocke 9 wirkt, wie in Fig. 1 gezeigt.

Als nächstes wird eine Arbeitsweise des OCV 10 erläutert werden.

Als erstes steuert die ECU 32 das OCV 10 z. B. auf der Basis von Signalen von dem Nocken-Winkelsensor (nicht gezeigt). Mit anderen Worten, Signale von der ECU 32 bringen den Linear- Elektromagneten 24 in einen Zustand der Generierung der magnetischen Anziehungskraft, welche den Plunger 30 in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 12 bewegt. Die auf dem Plunger 30 fixierte Stange 23 und die Spule 13, die an dem Ende der Stange 23 anliegt, werden synchron mit der Bewegung des Plungers 30 um einen erforderlichen Takt/Hub gegen die Schubkraft der Feder 25 verschoben. Gemäß dem Verschiebungstakt/-hub stellt die Spule 13 Verbindungen zwischen dem Zuführrohr 18 und dem ersten Rohr 15 oder dem zweiten Rohr 16, zwischen dem ersten Ablassrohr 19 oder dem zweiten Ablassrohr 20 und dem ersten Rohr 15 oder dem zweiten Rohr 16 her. Auf diese Weise ist es möglich, wenn nötig, den geeigneten hydraulischen Druck an die hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer und die hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammer der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 zu liefern und abzulassen.

Als nächstes wird eine Innenkonstruktion der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 erläutert werden.

In Fig. 3 bis Fig. 6 kennzeichnet Bezugszeichen 40 ein Gehäuse, welches integral mit einem Kettenzahnrad-Abschnitt 40a ausgebildet ist, welcher über die Steuerkette 7 die rotatorische Antriebskraft von der Kurbelwelle 1 empfängt, wie in Fig. 1 dargestellt. Bezugszeichen 41 kennzeichnet einen Behälter, der auf dem Gehäuse 40 positioniert und fixiert ist. Der Behälter 41 besitzt eine Vielzahl von Schuhen 41a, 41b, 41c und 41d, welche nach innen hervorstehen, um eine Vielzahl von hydraulischen Druckkammern zu bilden. Bezugszeichen 42 kennzeichnet einen Rotor, der einen Vorsprungsabschnitt 42a und eine Vielzahl von Flügeln 42b, 42c, 42d und 42e besitzt. Der Vorsprungsabschnitt 42a ist mit Hilfe von Bolzen (nicht gezeigt) auf einem Ende der Einlass-Nockenwelle 3 oder der Auslass-Nockenwelle 4 befestigt. Die Flügel 42b, 42c, 42d und 42e teilen die hydraulischen Druckkammern in hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammern 43 und hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammern 44. Dichtungselemente 45 sind an Enden der Schuhe 41a, 41b, 41c und 41d des Behälters 41 und an Enden der Flügeln 42b, 42c, 42d und 42e des Rotors 42 angeordnet. Jedes Dichtungselement 45 verhindert, dass betriebliche Öle zwischen die hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 und die hydraulische Verzögerungsseiten-Druckkammer 44 strömen, um so den hydraulischen Druck in jeder hydraulischen Druckkammer zu halten. Das Dichtungselement 45 beinhaltet eine aus flexiblen Harzen hergestellte Dichtung 45a sowie eine Plattenfeder 45b, welche die Dichtung 45a zu einer der Dichtung 45a gegenüberliegenden Fläche schiebt. Die gegenüberliegende Fläche ist definiert als der Umfang des Rotors 42, wenn das Dichtungselement 45 an dem Behälter 41 angeordnet ist, und ist definiert als der Innenradius des Behälters 41, wenn das Dichtungselement 45 an dem Rotor 42 angeordnet ist.

Hilfsfedern 47 sind in den hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammern 43 jeweils zwischen den Schuhen 41a, 41b, 41c und 41d des Behälters 41 und zwischen den Flügeln 42b, 42c, 42d und 42e des Rotors 42 angeordnet. Die jeweiligen Hilfsfedern 47 sind durch Halterungen 46 gehalten, um den Rotor 42 in bezug zu dem Behälter in eine Fortschrittsrichtung (eine X1-Richtung, die durch einen Pfeil in Fig. 3 angedeutet ist) zu schieben.

In den Zeichnungen kennzeichnet Bezugszeichen 48 einen Verriegelungsstift (Verriegelungselement), welcher beim Starten des Motors eine zwischen dem Behälter 41 und dem Rotor 42 definierte freie Rotation beschränkt und die freie Rotation bei einem normalen Betrieb erlaubt. Der Verriegelungsstift 48 beinhaltet einen zylindrisch geformten Kopfabschnitt 48a, einen Flanschabschnitt 48b, der einen Außendurchmesser besitzt, der größer als der Außendurchmessers des Kopfabschnitts 48a ist, und einen Aussparungsabschnitt 48c, der an einem mittigen Boden des Flanschabschnitts 48b geformt ist. Bei der Ausführungsform ist der Verriegelungsstift 48 in einem Aufnahmeloch 49 angeordnet, das in einer radialen Richtung der Vorrichtung (nachfolgend als eine radiale Richtung bezeichnet) an dem vorderen Ende des Schuhs 41a des Behälters 41 ausgebildet ist. Das Aufnahmeloch 49 beinhaltet einen Abschnitt 49a mit einem kleineren Radius und einem Abschnitt 49b mit einem größeren Radius. Der Abschnitt 49a mit einem kleineren Radius besitzt einen Innendurchmesser, der mit dem Außendurchmesser des Kopfabschnitts 48a des Verriegelungsstiftes 48 korrespondiert und sich in Richtung zu dem Vorsprung 42a des Rotors 42 öffnet. Der Abschnitt 49b mit einem größeren Radius besitzt einen Innendurchmesser, der mit dem Außendurchmesser des Flanschabschnitts 48b des Verriegelungsstiftes 48 korrespondiert und sich in Richtung zu dem äußersten Umfang der Vorrichtung öffnet. Ein Stopper 50 ist in dem Abschnitt 49b mit einem großen Durchmesser des Aufnahmelochs 49 angeordnet. Der Stopper 50 hält eine später beschriebene Spiralfeder in dem Aufnahmeloch 49 fest und begrenzt einen Bewegungsbereich des Verriegelungsstiftes 48. Ein Stift 51 verhindert, dass der Stopper 50 aus dem Aufnahmeloch 49 herauskommt. Eine Spiralfeder 52 ist zwischen dem Stopper 50 und dem Aussparungsabschnitt 48c des Verriegelungsstiftes 48 angeordnet, um den Verriegelungsstift 48 zu jeder Zeit in Richtung zu dem Vorsprung 42a des Rotors 42 zu schieben.

Andererseits ist ein Paßloch 53 an einer Zwischenposition des Umfangs des Vorsprungs 42a des Rotors 42 angeordnet, welche Zwischenposition dem Schuh 41a des Behälters 41 gegenüberliegt und welche Zwischenposition sowohl von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist. Bei der maximalen Fortschrittsseitenposition kontaktiert der Schuh 41a den Flügel 42e des Rotors 42. Bei der maximalen Verzögerungsseitenposition kontaktiert der Schuh 41a den Flügel 42b. Das Paßloch 53 ist in einer zu dem oben beschriebenen Aufnahmeloch 49 ähnlichen Art und Weise in der radialen Richtung ausgebildet.

Ein Hydraulikdruck-Schaltventil 54 ist an dem Zustrom eines Ölkanals (nicht gezeigt), welcher mit der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 in Verbindung steht, und eines Ölkanals (nicht gezeigt), der mit der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer 44 in Verbindung steht, angeordnet. Der Zustrom ist auf einer Endfläche des Gehäuses 40 in der Nähe des Behälters 41 ausgebildet. Das Hydraulikdruck-Schaltventil 54 wählt und legt über einen Freigabehydraulikdruck-Versorgungskanal 55 einen höheren hydraulischen Druck vom Inneren der hydraulische Drücke der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 und der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammmer 44 an eine Freigabehydraulikdruckkammer 56 an. Die Freigabehydraulikdruckkammer 56 ist zwischen dem Flanschabschnitt 58b des Verriegelungsstiftes 48 und einem Etagenabschnitt 49c (Anm. des Übs.: tier section) ausgebildet, der zwischen dem Abschnitt 49a mit dem kleineren Radius und dem Abschnitt 49b mit dem größeren Radius des Aufnahmelochs 49 begrenzt ist. Wenn der hydraulische Freigabedruck zu der Freigabehydraulikdruckkammer geliefert wird, bewegt sich der Verriegelungsstift 48 rückwärts gegen die Schubkraft der Spiralfeder 52 und wird von dem Paßloch 53 freigegeben.

Eine Abdeckung 57 ist auf der Endfläche des Behälters 41 in der axialen Richtung mittels eines mit einem Gewinde versehenen Elements 58, wie z. B. einer Schraube, befestigt, wie in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt. Ein erster Verbindungskanal 59 ist in dem Schuh 41a des Behälters 41 angeordnet. Der erste Verbindungskanal 59 beinhaltet eine Verbindungsnut 59a, die an einer Endfläche des Schuhs 41a in der axialen Richtung ausgebildet ist, um mit der hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammer 43 in Verbindung zu stehen; und ein Verbindungsloch 59b, welches die Verbindungsnut 59a mit einem hinteren Raum (nachfolgend als eine rückwärtige Druckkammer bezeichnet) 60 des Verriegelungsstiftes 48 in dem Abschnitt 49b mit größerem Radius des Aufnahmelochs 49 verbindet. Ein zweiter Verbindungskanal 61 ist an einem Zentralabschnitt des Stoppers angeordnet, um die rückwärtige Druckkammer 60 mit der Außenseite der Vorrichtung zu verbinden. Die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals 61 ist so festgelegt, dass sie kleiner als die minimale Querschnittsfläche des ersten Verbindungskanals 59 ist, und ist so festgelegt, dass sie größer als eine Querschnittsfläche ist, welche ein Ablassen von Fremdmaterialien gestattet. Auf diese Weise ist es möglich, eine Instabilität des Freigabevorgangs zu verhindern, die aus einem Blockieren der Kanäle mit Fremdmaterialien und einem Anstieg des Durchgangswiderstandes in den Kanälen resultiert. Dies verringert auch die Wartungshäufigkeit, was eine Kostenreduzierung gestattet.

Als nächstes wird eine Arbeitsweise der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 erläutert werden.

Wenn die Kurbelwelle 1 beim Starten des Motors gedreht wird, wird zunächst die rotatorische Antriebskraft über die Steuerkette 7, die Einlass-VVT 5 und die Auslass-VVT 6 zu der Einlass-Nockenwelle 3 und der Auslass-Nockenwelle 4 übertragen. Beim Starten des Motors ist hier die Anzahl von Umdrehungen natürlich gering, und die Ölpumpe wird nicht ausreichend aktiviert. Ein hydraulischer Druck wird nicht bereitgestellt, um die VVT zu halten. Sogar wenn der Verriegelungsstift 48 beim Stoppen des Motors nicht in das Paßloch 53 passt und der hydraulische Druck beim Starten des Motors nicht ausreichend bereitgestellt wird, verursachen Flattereffekte des Rotors 42 aus den folgenden Gründen keine abnormalen Geräusche. Mit anderen Worten, während des Kurbelns beim Starten des Motors rotiert der Rotor 42 infolge der Nockenbelastungen und der Hilfsfeder 47 in der durch den Pfeil X1 von Fig. 3 gezeigten Fortschrittsrichtung, wenn die Nockenwelle rotiert. Auf diese Weise bewegt sich der Rotor 42 rotatorisch zu einer Verriegelungsposition, und der Kopfabschnitt 48a des Verriegelungsstiftes 48 wird infolge der Schubkraft der Spiralfeder 52 in das Paßloch 53 gepasst, das in dem Vorsprung 42a des Rotors 42 ausgebildet ist. Der Rotor 42 wechselt von dem Freigabezustand zu dem Verriegelungszustand, so dass die freie Rotation zwischen dem Rotor 42 und dem Behälter 41 beschränkt wird. Da der Rotor 42 während des Kurbelns beim Starten des Motors folglich an der Referenzposition verriegelt ist, treten abnormale Geräusche, die durch die Flattereffekte des Rotors 42 verursacht werden, und ein Motorklopfen nicht auf. Der Motor kann deshalb stabil gestartet werden.

Um ein Einpassen des Verriegelungsstiftes 48 zu verbessern, werden ferner die Ölkanäle so kontrolliert, dass sie beim Starten des Motors mit den hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammern in sowohl der Einlass-VVT 5 als auch der Auslass-VVT 6 in Verbindung stehen. Mit anderen Worten wird in der Ausführungsform 1 z. B. eine VVT-Fail-Safe-Position der Einlass-VVT 5 zu der maximalen Verzögerungsseitenposition festgelegt, und die der Auslass-VVT 6 wird zu der maximalen Fortschrittsseitenposition festgelegt. In der Einlass-VVT 5 ist der Plunger 30 infolge der durch den Linear- Elektromagneten 24 auf der Basis des Kontrollsignals von der. ECU 32 generierten magnetischen Anziehungskraft in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 12 verschoben. Die auf dem Plunger 30 fixierte Stange 23 bewirkt, dass sich die Spule 13 in dem Ventilgehäuse 12 um einen erforderlichen Hub verschiebt. Auf diese Weise können in der Einlass-VVT 5 die Ölkanäle mit der Fortschrittsseite verbunden werden. Andererseits wird in der Auslass-VVT 6 das Kontrollsignal von der ECU 32 auf 100 mA festgelegt. Die Spule 13 ist infolge der Schubkraft der Feder 25 an einer Null-Bewegungsposition gehalten. In der Auslass-VVT 6 können die Ölkanäle in einer zu der Einlass-VVT 5 ähnlichen Art und Weise mit der Fortschrittsseite verbunden werden.

Als nächstes, nachdem der Motor eine vollständige Verbrennung durchmacht hat und der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 ein bestimmter hydraulischer Druck bereitgestellt ist, wird in jedem der Fälle der hydraulische Druck als erstes der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 bereitgestellt. Der Druck in der Kammer 43 wird ferner an das Hydraulikdruck-Schaltventil 54, den Freigabehydraulikdruck- Versorgungskanal 55 und die Freigabehydraulikdruckkammer 56 geliefert. Da der Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 dem zu der Freigabehydraulikdruckkammer 56 gelieferten hydraulischen Druck ausgesetzt ist, bewegt sich der Verriegelungsstift 48 rückwärts, wenn der hydraulische Druck die Schubkraft der Sprialfeder 52 überwindet. Gleichzeitig wird der hydraulische Druck, der zu der hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammer 43 geliefert wurde, über den ersten und den zweiten Verbindungskanal 59 und 61 bis zu der Zeit zu der Außenseite abgelassen, zu welcher der Verriegelungsstift 48 vollständig freigegeben ist und der Flanschabschnitt 48b den ersten Verbindungskanal 59 verschließt.

Wenn hier Öl in den Ölkanälen der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 und in den hydraulischen Druckkammern verbleibt, und der Motor z. B. bald nach dem Stoppen des Motors wieder gestartet wird, wird die Ölpumpe nach dem Starten des Motors aktiviert, um einen Öldruck bereitzustellen. Infolge eines hinreichenden hydraulischen Druckes kann der Verriegelungsstift 48 weich freigegeben werden, und gleichzeitig kann der Rotor 42 gegen die Nockenlasten gehalten werden. Auf diese Weise kann das Auftreten von abnormalen Geräuschen infolge von Flattereffekten des Rotors 42 vermieden werden. Wenn jedoch z. B. der Motor wieder gestartet wird, nachdem der Motor gestoppt war, wird Öl von den Ölkanälen der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 und den jeweiligen hydraulischen Druckkammern abgelassen, und Luft tritt in die obigen Komponenten ein. Die Luft in den Ölkanälen wird hier komprimiert, wenn das Öl beim Starten des Motors eingefüllt wird, und erzeugt abhängig von dem Luftdruck einen schwachen Druck in der Freigabehydraulikdruckkammer 56. Wenn der Verriegelungsstift 48 unter dem Luftdruck freigegeben wird, ist es unmöglich, den Rotor 42 unter einem instabilen hydraulischen Druck zu halten, der von Luft resultiert, welche die Ölkanäle mit einer geringen Menge von Öl füllt; und folglich werden abnormale Geräusche durch die Flattereffekte des Rotors 42 verursacht. Um dieses Problem zu lösen, wird angenommen, dass eine Last der Spiralfeder 52 auf einen großen Betrag festgelegt wird. Wenn die Last der Spiralfeder 52 jedoch auf den großen Betrag festgelegt wird, nimmt die minimale Höhe des hydraulischen Druckes, welcher eine Kontrolle der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 gestattet, zu und verengt einen kontrollierbaren hydraulischen Druckbereich.

Mit der Ausführungsform 1 kann infolge des ersten und des zweiten Verbindungskanals 59 und 61 ein Ablassen von Luft in der Einlass-VVT 5 oder der Auslass-VVT 6 zu einer erforderlichen Periode nach dem Starten des Motors sichergestellt werden, wie oben beschrieben. Die Ausführungsform 1 kann das unbeabsichtigte Freigeben des Verriegelungsstiftes 48 infolge des Luftdruckes verhindern. Die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals 61 ist so festgelegt, dass sie kleiner als die minimale Querschnittsfläche des ersten Verbindungskanals 59 ist. Der hydraulische Druck in der hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammer 43, welcher als ein rückwärtiger Druck des Verriegelungsstiftes 48 wirkt, wird über den ersten Verbindungskanal 59 zu der rückwärtigen Druckkammer 60 abgeführt. Es ist deshalb möglich, den Freigabevorgang beim Anlegen des hydraulischen Druckes zu der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer zu verzögern. In diesem Fall wird der Verriegelungsstift 48 unter einer Bedingung freigegeben, dass der hydraulische Druck, welcher zu der Freigabehydraulikdruckkammer 56 geliefert wurde, größer als die Summe der Last der Spiralfeder 52 und des rückwärtigen Drucks der rückwärtigen Druckkanmer 60 ist. Mit anderen Worten, der hydraulische Druck steigt nach dem Starten des Motors weiter an und erreicht einen hohen hydraulischen Druck (hydraulischer Freigabe-Startdruck) P2, wie in Fig. 6 gezeigt. Hier ist der hydraulische Freigabedruck (der hydraulische Druck in der Freigabehydraulikdruckkammer 56) größer als die Summe der Last der Spiralfeder 52 und des rückwärtigen Drucks der rückwärtigen Druckkammer 60, und der Verriegelungsstift 48 beginnt, sich rückwärts zu bewegen. Anschließend, unter einem hydraulischen Druck P3, der höher als der hydraulische Druck P2 ist, wird der Kopfabschnitt 48a des Verriegelungsstiftes 48 vollständig aus dem Paßloch 53 heraus freigegeben, um den Freigabevorgang abzuschließen. Wenn der erste Verbindungskanal 59 nicht bereitgestellt wird, gibt es keine Differenz zwischen dem hydraulischen Freigabe- Startdruck P2 und einem in Fig. 6 gezeigten hydraulischen Druck P0, und es gibt keine Differenz zwischen dem hydraulischen Druck (hydraulischen Freigabe- Fertigstellungsdruck) P3 und einem in Fig. 6 gezeigten hydraulischen Druck P1. Gemäß der Ausführungsform 1 ist der erste Verbindungskanal 59 vorgesehen, und die Querschnittsfläche des Kanals 59 ist größer als die des zweiten Verbindungskanals 61, der als ein Ablasskanal für den hydraulischen Druck und den Luftdruck wirkt. Es ist deshalb möglich, eine Differenz zwischen dem hydraulischen Freigabe- Startdruck P2 und dem hydraulischen Freigabe- Fertigstellungsdruck P3 wie folgt festzulegen. Mit anderen Worten, der hydraulische Druck der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 wird über das hydraulische Schaltventil 54 und den Freigabehydraulikdruck- Versorgungskanal 55 zu der Freigabehydraulikdruckkammer 56 geliefert, und zu der rückwärtigen Druckkammer 60 via den ersten Verbindungskanal 59. Die Freigabehydraulikdruckkammer 56 ist durch einen Zwischenraum abgedichtet, der zwischen dem Abschnitt 49a mit kleinerem Radius oder dem Abschnitt 49b mit größerem Radius des Aufnahmelochs 49, welches in dem Schuh 41a des Behälters 41 ausgebildet ist, und dem Kopfabschnitt 48a oder dem Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 begrenzt ist. Auf diese Weise kann der hydraulische Druck in der Freigabehydraulikdruckkammer 56 gehalten werden. Andererseits wird der hydraulische Druck, der zu der rückwärtigen Druckkammer 60 geliefert wurde, mit einer konstanten Strömungsmenge über den zweiten Verbindungskanal 61 zu der Außenseite abgelassen und steigt nicht über einen Druck, der höher als ein bestimmter hydraulischer Druck ist. Wegen der Differenz zwischen den hydraulischen Drücken in den Kammern erreicht der hydraulische Freigabedruck 56 den hydraulischen Druck P2, welcher größer als die Summe der Last der Spiralfeder 52 und des rückwärtigen Druckes der rückwärtigen Druckkammer 60 ist, und beginnt den Freigabevorgang. Wenn der Freigabevorgang gestartet wird, wird die Schubkraft der Spiralfeder 52 durch Zusammendrücken der Spiralfeder 52 erhöht und erreicht beim Beenden des Freigabevorgangs den hydraulischen Druck P3.

Wenn sich der Verriegelungsstift 48 rückwärts bewegt, um den Verriegelungsstift 48 freizugeben, wird darüber hinaus der erste Verbindungskanal 59 mit dem Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 verschlossen. Da der hydraulische Druck nicht über den ersten und zweiten Verbindungskanal 59 und 61 zu der Außenseite abgelassen wird, wird folglich ein Bereitschaftszustand beibehalten, um später einen normalen Arbeitsvorgang durchzuführen.

Umgekehrt beginnt der Verriegelungsstift 48 beim Verriegeln unter einem geringen hydraulischen Druck (hydraulischer Verriegelungs-Startdruck) P1 in das Paßloch 53 zu passen, und der Verriegelungsstift 48 passt unter dem hydraulischen Druck P0 vollständig in das Paßloch 53, um den Verriegelungszustand zu ändern. Die Werte der hydraulischen Drücke P1 und P2 ändern sich hier jeweils in Antwort auf die festgelegte Belastung der Spiralfeder 52. Der hydraulische Verriegelungs- Startdruck P1 ist so festgelegt, dass er nahezu gleich oder geringer als ein hydraulischer Druck ist, der ein Drehmoment erzeugt, das in der Vorrichtung generiert ist, wobei das Drehmoment gleich einem Nockendrehmoment des Motors ist. Auf diese Art und Weise kann sogar unter einem Zustand des minimalen hydraulischen Druckes, wie z. B. bei einem Öl hoher Temperatur oder einer Leerlaufrotation die Schwierigkeit vermieden werden, dass der Verriegelungsstift 48 in das Paßloch 53 gepasst oder darin gefangen wird. Als eine Folge kann die Vorrichtung den Betrieb des Verriegelungsstiftes 48 und der VVT zuverlässig kontrollieren.

Als nächstes, wenn im Leerlauf, nachdem der Motor eine vollständige Verbrennung durchgemacht hat, wird das OCV 10 auf einen Zwischenverweilmodus gestellt, um den Rotor 42 beim Starten annähernd an einer Zwischenposition (Verriegelungsposition) als eine Referenzposition zu halten, und kontrolliert die Einlass-VVT 5 oder die Auslass-VVT 6 von außen (Anm. d. Übs.: unklare Textpassage im Original). In dem Zwischenverweilmodus des OCV 10 wird das erste Rohr 15, welches als eine Fortschrittsseitenöffnung wirkt, geringfügig geöffnet, und das zweite Rohr 16, welches als eine Verzögerungsseitenöffnung wirkt, wird als ein Ablass geöffnet. Auf diese Art und Weise kann der hydraulische Druck korrespondierend zu der Nockenbelastung an die hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 angelegt werden.

Bei dem allgemein Zwischenverweilmodus des OCV 10 hat das erste Rohr 15 eine kleine Querschnittsöffnungsfläche und wirkt als eine Drossel. Der hydraulische Druck, welcher ein Anlegen an die hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 gestattet, und der hydraulische Freigabedruck 56 ist nahezu gleich der Hälfte des minimalen hydraulischen Druckes stromaufwärts des OCV 10. Folglich wird der Verriegelungsstift 48 nicht vollständig freigegeben. Beim Halten der Zwischenposition des Rotors 42, und wenn ein geringer hydraulischer Druck von der Ölpumpe bereitgestellt wird, besteht die Möglichkeit, dass der Verriegelungsstift 48 in das Paßloch 53 passt oder darin gefangen wird. Deshalb ist es unmöglich, den Verriegelungsstift 48 von der Zwischenverweilposition zu der Fortschrittsseite oder der Verzögerungsseite zu betreiben. Da der Verriegelungsstift 48 zu jeder Zeit Kontakt mit dem Paßloch 53 hat, unterliegen beide Komponenten einem Verschleiß, was die Haltbarkeit herabsetzt.

Andererseits kann bei der Ausführungsform 1, da es möglich ist, das Auftreten von abnormalen Geräuschen infolge von Flattererscheinung des Rotors 42 beim Starten des Motors zu verhindern, die Last der Spiralfeder 52 klein eingestellt werden. Wenn der Rotor 42 an der Zwischenposition gehalten wird, ist ein aktiver hydraulischer Druck der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 konkret um die Hälfte reduziert. In diesem Fall kann die Last der Spiralfeder 52 so bestimmt werden, dass der Verriegelungsstift 48 unter einem hydraulischen Druck, welcher kleiner oder gleich dem hydraulischen Druck (einer Hälfte des minimalen hydraulischen Druckes stromaufwärts des OCV 10) ist, sicher freigegeben wird. Kurzzeitig kann die Belastung der Spiralfeder 52 beim Halten des Rotors 42 an der Zwischenposition auf ein Niveau eingestellt sein, das kleiner als der aktive hydraulische Freigabedruck ist. Wie aus Fig. 6 zu sehen ist, kann der hydraulische Verriegelungs-Startdruck P1, welcher mit der Belastung der Spiralfeder 52 korrespondiert, so festgelegt werden, dass er kleiner als der hydraulische Druck der Freigabehydraulikdruckkammer 56 bei dem OCV- Zwischenverweilmodus ist. Ferner kann der hydraulische Freigabe-Startdruck P2 beim Starten des Motors so eingestellt sein, dass er höher als ein unstabiler hydraulischer Druck ist, bei dem ein Vermischen mit Luft auftritt. Folglich kann die Vorrichtung den hydraulischen Freigabedruck und den hydraulischen Verriegelungsdruck des Verriegelungsstiftes 48 in einigen Fällen effektiv verändern.

Wie oben beschrieben, ist bei der Ausführungsform 1 der hydraulische Freigabedruck P2 so eingestellt, dass er höher als der hydraulische Verriegelungsdruck P1 ist. Weil die Belastung der Spiralfeder 52, welche mit dem hydraulischen Verriegelungsdruck P1 korrespondiert, wird auf diese Weise ein geringes Niveau eingestellt. Deshalb kann ein betriebliches Versagen der Vorrichtung sogar dann zuverlässig verhindert werden, wenn ein hydraulischer Druck in der Vorrichtung durch den OCV-Zwischenverweilmodus reduziert ist, oder sogar dann, wenn Arbeitsöl durch einen Betrieb der Vorrichtung verbraucht wird. Das betriebliche Versagen der Vorrichtung wird verhindert, was, wenn der Verriegelungsstift 48 infolge der Schubkraft der Spiralfeder 52 hervorspringt, ein Einschnappen oder Eingreifen des Verriegelungsstiftes in das Paßloch 53 erzeugt.

Bei der Ausführungsform 1 kann der hydraulische Verriegelungsdruck P1 so eingestellt sein, dass er nahezu gleich oder geringer als ein hydraulischer Druck ist, welcher ein Drehmoment erzeugt, das in der Vorrichtung erzeugt ist, wobei das Drehmoment gleich einem Nockendrehmoment der Verbrennung (internal-combustion) ist. Auf diese Weise kann sogar unter einem Zustand eines minimalen hydraulischen Druckes, wie z. B. bei einem Öl mit hoher Temperatur oder bei einer Leerlaufrotation, die Schwierigkeit vermieden werden, dass der Verriegelungsstift 48 in das Paßloch 53 passt oder darin gefangen wird. Als ein Resultat kann der Betrieb des Verriegelungsstiftes 48 zuverlässig kontrolliert werden.

Bei der Ausführungsform 1 sind der erste Verbindungskanal 59 und der zweite Verbindungskanal 61 in der VVT angeordnet. Weil der rückwärtige Druck bei einem Freigabevorgang an den Verriegelungsstift 48 angelegt werden kann, kann der hydraulische Freigabedruck P2 so festgelegt werden, dass er höher als der hydraulische Verriegelungsdruck P1 ist. Weil der Freigabevorgang auch verzögert werden kann, ist es beim Starten des Motors möglich, Luft, welche in jedem Kanal und in jeder Kammer in der VVT verbleibt, rasch und sicher durch den ersten und zweiten Verbindungskanal 59 und 61 zu der Außenseite abzulassen. Als Folge davon können Freigabevorgänge, welche nicht vorbestimmt sind und aus Restluft resultieren, verhindert werden.

Bei der Ausführungsform 1 ist der erste Verbindungskanal 59 an dem Ende des Behälters in der axialen Richtung des Behälters 41 ausgebildet. Auf diese Weise ist es möglich, den ersten Verbindungskanal 59 einfach herzustellen. Es ist auch möglich, die Länge in der minimalen Querschnittsfläche des ersten Verbindungskanals 59 zu verkürzen, um einen Durchgangswiderstand in dem ersten Verbindungskanal 59 zu reduzieren. Es ist ferner möglich, den Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 48 stabil durchzuführen. Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform 1 die Verbindungsnut 59a des ersten Verbindungskanals 59 an einer Endfläche des Schuhs 41a in der axialen Richtung des Behälters 41 ausgebildet. Alternativ kann die Verbindungsnut 59a an einer Endfläche der Abdeckung 57 ausgebildet sein, welche die eine Endfläche des Schuhs 41a kontaktiert. In diesem Fall ist es auch möglich, den Verbindungskanal einfach herzustellen und den Durchgangswiderstand in dem Verbindungskanal zu reduzieren.

Bei der Ausführungsform 1 ist die Querschnittsfläche des ersten Verbindungskanals 59 so festgelegt, dass sie größer als die des zweiten Verbindungskanals 61 ist. Da es möglich ist, den rückwärtigen Druck sicher an die rückwärtige Druckkanmer 60 anzulegen, kann auf diese Weise der hydraulische Freigabedruck so eingestellt werden, dass er höher als der hydraulische Verriegelungsdruck ist.

Bei der Ausführungsform 1 ist die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals 61 so festgelegt, dass sie größer als diejenige Querschnittsfläche ist, welche ein Abführen von Fremdmaterialien gestattet. Weil die Fremdmaterialien im abfließenden Öl sicher von der rückwärtigen Druckkammer 60 zu der Außenseite abgelassen werden können, ist es möglich, ein Blockieren des zweiten Verbindungskanals 61 mit den Fremdmaterialien zu verhindern, und der Verriegelungsstift 48 kann zuverlässig betrieben werden.

Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform 1 der Stopper 50 äußerst außen an der Vorrichtung angeordnet, und die Länge des zweiten Verbindungskanals 61, der an der Mitte des Stoppers 50 geformt ist, ist kurz ausgebildet, um eine Distanz zwischen der rückwärtigen Druckkammer 60 und der Außenseite zu verkürzen. Mit anderen Worten, es liegt eine solche Konstruktion vor, bei der Öl für den hydraulischen Freigabedruck über den zweiten Verbindungskanal 61 zu der Außenseite abgeleitet wird. Auf diese Art und Weise kann der rückwärtige Druck in der rückwärtigen Druckkammer 60 ohne einen Durchgangswiderstand, welcher von der Kanallänge oder dem Kanaldurchmesser resultiert, zu der Außenseite abgelassen werden. Sogar wenn Luft mit dem Öl in der hydraulischen Druckkammer wie z. B. der hydraulischer Fortschrittsseiten- Druckkammer 43 usw., vermischt ist, ist es möglich, eine stabile Differenz zwischen dem hydraulischen Freigabedruck und dem hydraulischen Verriegelungsdruck festzulegen. Diese Konstruktion ist auf einen Fall anwendbar, bei welchem die Steuerkette 7 als die Antriebskraftübertragungseinrichtung verwendet wird, weil die Steuerkette 7 eine Antriebskraftübertragungsfunktion hat, bei der kein Schaden entsteht, wenn ein Kontakt mit Öl hergestellt wird. Wenn ein Steuerriemen als die Antriebskraftübertragungseinrichtung verwendet wird, besteht die Möglichkeit, dass der Steuerriemen infolge eines Kontaktes mit dem Öl abgetrennt wird. Es ist deshalb bevorzugt, dass der zweite Verbindungskanal 61 mit der Ölwanne 17 der Vorrichtung innerhalb der Einlass-Nockenwelle 3 oder der Auslass- Nockenwelle 4 in Verbindung steht.

Ausführungsform 2

Fig. 7 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Komponenten der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung, welche die gleichen wie diejenigen der Ausführungsform 1 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine weitere Beschreibung dieser Komponenten wird ausgelassen werden.

In Fig. 7 beinhaltet ein Hydraulikdruck-Schaltventil 54 eine Ventilnut 54a, einen annähernd zylindrisch geformten Ventilkörper 54b, eine Fortschrittsseiten-Verbindungsnut 54c und eine Verzögerungsseiten-Verbindungsnut 54d. Die Ventilnut 54a ist in der Nähe des Behälters 41 an einer Endfläche des Gehäuses 40 ausgebildet und besitzt einen etwa ellipsenförmig ausgestalteten Innenraum. Der Ventilkörper 54b ist in der Ventilnut 54a aufgenommen. Die Fortschrittsseiten- Verbindungsnut 54c ist in der Nähe des Gehäuses 41 an der Endfläche des Gehäuses 40 ausgebildet, um die Ventilnut 54a und die hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 zu verbinden. Die Verzögerungsseiten-Verbindungsnut 54d ist in der Nähe des Behälters 41 an der Endfläche des Gehäuses 40 ausgebildet, um die Ventilnut 54a und die Verzögerungsseiten- Verbindungsnut 54d zu verbinden. Die Ausführungsform 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsnut 59a des ersten Verbindungskanals 59 als eine Abzweigung von der Fortschrittsseiten-Verbindungsnut 54c ausgebildet ist, um über das Verbindungsloch 59b eine Verbindung zu der rückwärtigen Druckkammer 60 herzustellen.

Obwohl der erste Verbindungskanal 59 der Ausführungsform 1 die hydraulische Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 direkt mit der rückwärtigen Druckkammer 60 verbindet, ist der erste Verbindungskanal 59 der Ausführungsform 2 als ein zusätzlicher Kanal ausgebildet, welcher von der bereits existierenden Verbindungsnut abgezweigt ist. Auf diese Weise ist es bei der Ausführungsform 2 möglich, den ersten Verbindungskanal einfach herzustellen, einen Durchgangswiderstand zu verhindern und Herstellungskosten zu reduzieren.

Obwohl bei der Ausführungsform 2 die Verbindungsnut 59a des ersten Verbindungskanals 59 als eine Abzweigung von der Fortschrittsseiten-Verbindungsnut 54c ausgebildet ist, kann darüber hinaus die Verbindungsnut 54a von der Verzögerungsseiten-Verbindungsnut 54d abgezweigt sein, falls erforderlich.

Ausführungsform 3

Fig. 8 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C von Fig. 8. Fig. 10a ist eine Querschnittsansicht eines verriegelten Zustandes in der in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung. Fig. 10b ist eine Querschnittsansicht eines freigegebenen Zustandes in der in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Ventilsteuerungskontrollvorrichtung. Komponenten der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, welche die gleichen wie diejenigen der Ausführungsform 1 sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine weitere Beschreibung dieser Komponenten wird ausgelassen werden.

Bei der Ausführungsform 3 wird der Verriegelungsstift 48 in einer axialen Richtung der Vorrichtung verschoben. Dieser Punkt ist von den Ausführungsformen 1 und 2 verschieden, deren Verriegelungsstift 48 in der radialen Richtung der Vorrichtung verschoben wird. In der Ausführungsform 3 wird eine Art Riemen als die Antriebskraftübertragungseinrichtung verwendet. Dieser Punkt ist von den Ausführungsformen 1 und 2 verschieden, welcher eine Art Kette als die Antriebskraftübertragungseinrichtung verwenden. Nachfolgend wird die charakteristische Konstruktion erläutert werden. Der Verriegelungsstift 48 besitzt nicht den Kopfabschnitt 48a, der einen kleineren Durchmesser besitzt, und den Flanschabschnitt 48b und den Aussparungsabschnitt 48c. Das Aufnahmeloch 49 ist in dem Flügel 42b des Rotors 42 in der Nähe des Gehäuses 40 in der axialen Richtung ausgebildet. Das Paßloch 53 ist an einer Position des Gehäuses 40 geformt, welche dem Aufnahmeloch 49 gegenüberliegt. Der erste Verbindungskanal 59, welcher mit der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer 44 in Verbindung steht, ist in der rückwärtigen Druckkammer 60 angeordnet, welche als ein rückwärtiger Abschnitt des Verriegelungsstiftes 48 innerhalb des Aufnahmelochs 49 wirkt. Der zweite Verbindungskanal 61, welcher mit der Außenseite in Verbindung steht, ist in der rückwärtigen Druckkammer 60 angeordnet. Der zweite Verbindungskanal 61 ist eine Strecke, die in Fig. 9 mit einem Pfeil Y dargestellt ist. Der Kanal 61 beinhaltet Verbindungsnuten 62 und 63, einen Ölraum 64 und ein Verbindungsloch 65a. Die Nut 62 ist an dem Vorsprung 42a des Rotors 42 ausgebildet, und die Nut 63 ist an dem Innenradius der Abdeckung 57 geformt. Der Ölraum 64 ist zwischen der Abdeckung 57 und dem Rotor 42 begrenzt, und das Verbindungsloch 65a ist in einer Mittelschraube 65 zum Fixieren der VVT-Vorrichtung auf der Nockenwelle ausgebildet. Das durch den Kanal 61 tretende Öl wird durch die innerhalb der Einlass-Nockenwelle 3 oder der Auslass-Nockenwelle 4 befindlichen Ölkanälen geleitet und zu der Ölwanne 17 zurückgeführt. Auf diese Weise kann ein Ablassen des Öls zu der Außenseite der Vorrichtung verhindert werden, und es können auch die infolge der Anhaftung von Öl an dem als Antriebskraftübertragungseinrichtung verwendeten Riemen auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden.

Als nächstes wird eine Arbeitsweise des Verriegelungsstiftes 48 erläutert werden.

Als erstes wird beim Freigeben des Verriegelungszustandes das Hydraulikdruck-Schaltventil 54 infolge des hydraulischen Druckes der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer 44 geschaltet. Der hydraulische Freigabedruck wird dann über den Freigabehydraulikdruck-Versorgungskanal 55 und die Freigabehydraulikdruckkammer 56 zu dem Paßloch 53 geliefert und wirkt auf das vordere Ende des Verriegelungsstiftes 48. Der hydraulische Druck der hydraulischen Verzögerungsseiten- Druckkammer 44 wird über den ersten Verbindungskanal 59 auch zu der rückwärtigen Druckkammer 60 geliefert, wie in Fig. 10a gezeigt, und wird über den zweiten Verbindungskanal 61 zu der Außenseite der Vorrichtung abgelassen. Der hydraulische Druck wird bis zu dem Zeitpunkt konstant an die rückwärtige Druckkammer 60 angelegt, bis zu dem sich der Verriegelungsstift 48 rückwärts bewegt, um den ersten Verbindungskanal 59 zu verschließen. Die Zufuhr des hydraulischen Druckes zu der rückwärtigen Druckkammer 60 wird zu der gleichen Zeit gestoppt, zu welcher der erste Verbindungskanal 59 verschlossen ist, wie in Fig. 10b gezeigt. Auf diese Weise wirkt der hydraulische Druck, welcher der rückwärtigen Druckkammer 60 zugeführt wird, als der rückwärtige Druck des Verriegelungsstiftes 48, und der hydraulische Druck wirkt in Zusammenarbeit mit der Schubkraft der Spiralfeder 52 gegen den hydraulischen Freigabedruck. Es ist deshalb möglich, den Freigabevorgang des Verriegelungsstiftes 48 zu verzögern und schließlich den hydraulischen Freigabedruck zu verbessern.

Wie oben beschrieben ist, kann bei der Art des Verschiebens des Verriegelungsstiftes 48 in der axialen Richtung gemäß Ausführungsform 3 der hydraulische Freigabedruck so festgelegt werden, dass er korrespondierend mit der Belastung der Spiralfeder 52 höher als der hydraulische Verriegelungsdruck ist. Es ist möglich, die Belastung der Spiralfeder 52 auf ein geringes Niveau festzulegen. Ein betriebliches Versagen der Vorrichtung kann deshalb sogar dann verhindert werden, wenn ein hydraulischer Druck in der Vorrichtung durch den OCV-Zwischenverweilmodus reduziert ist, oder sogar dann, wenn Arbeitsöl durch einen Betrieb der Vorrichtung verbraucht wird. Das betriebliche Versagen der Vorrichtung, welches erzeugt wird, wenn der Verriegelungsstift 48 infolge der Schubkraft der Spiralfeder 52 hervorspringt, um in das Paßloch 53 einzuschnappen oder einzugreifen, wird verhindert.

Bei der Ausführungsform 3 sind der erste und der zweite Verbindungskanal 59 und 61 angeordnet, um den Freigabevorgang zu verzögern. In jeden Kanal und jeder Kammer in der VVT verbleibende Luft kann beim Starten des Motors rasch und sicher durch den ersten und zweiten Verbindungskanal 59 und 61 zu der Außenseite abgelassen werden. Als eine Folge davon können Freigabevorgänge, welche nicht vorbestimmt sind und aus Restluft resultieren, verhindert werden.

Ausführungsform 4

Fig. 11 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Innenkonstruktion einer Ventilsteuerungskontrollvorrichtung als eine Ausführungsform 4 gemäß der vorliegenden Erfindung. Komponenten der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung, welche die gleichen wie diejenigen der Ausführungsform 1 sind, sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine weitere Beschreibung dieser Komponenten wird ausgelassen werden.

Die Ausführungsform 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement 45 an einer Position angeordnet ist, die sich in der Nähe der hydraulischen Verzögerungsseiten- Druckkammer 44 befindet, in Vergleich mit einem Verriegelungsmechanismus 66, welcher den Verriegelungsstift 48 und das Paßloch 53 beinhaltet. Mit anderen worten, der hydraulische Druck der hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammer 43 wird als der hydraulische Freigabedruck verwendet. In diesem Fall wird der Fortschrittsseiten- Hydraulikdruck über das Hydraulikdruck-Schaltventil 54, den Freigabehydraulikdruck-Versorgungskanal 55 und die Freigabehydraulikdruckkammer 56 an den Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 angelegt. Gleichzeitig wird der Druck über einen geringen Spalt, der zwischen einem vorderen Ende des Schuhs 41a des Behälters 41 und dem Umfang des Vorsprungs 42a des Rotors 42 begrenzt ist, an den Kopfabschnitt 48a des Verriegelungsstiftes 48 angelegt, der in das Paßloch 53 gepasst ist. Der hydraulische Druck der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer 44 wird als der hydraulische Freigabedruck verwendet. In diesem Fall wird der Druck über das Hydraulikdruck-Schaltventil 54, den Freigabehydraulikdruck-Versorgungskanal 55 und die Freigabehydraulikdruckkammer 56 nur an den Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 angelegt.

Wie oben beschrieben, ist bei der Ausführungsform 4 das Dichtungselement 45 derart angeordnet, dass der von der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer 44 stammende hydraulische Freigabedruck auf den Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 wirkt, und dass der von der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer 43 stammende hydraulische Freigabedruck auf den Kopfabschnitt 48a und den Flanschabschnitt 48b des Verriegelungsstiftes 48 wirkt. Sogar wenn beim Wählen des OCV-Zwischenverweilmodus ein aktiver hydraulischer Freigabedruck reduziert ist, kann auf diese Weise der hydraulische Freigabedruck auf eine größere Fläche des Verriegelungselementes angelegt werden, um das Verriegelungselement sicher freizugeben und die Vorrichtung stabil zu betreiben.

Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden, ohne dabei von dem Kerngedanken oder den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb in jeder Beziehung als beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen; der Schutzumfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche und weniger durch die vorangegangene Beschreibung angegeben, und alle Änderungen, welche in den Sinn und den Bereich der Äquivalenz der Ansprüche fallen, sind deshalb als von den Ansprüchen eingeschlossen beabsichtigt.

Claims (11)

1. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung zum Verändern einer Öffnungs- und Verschließzeiteinstellung von einem Einlassventil oder einem Auslassventil, welches einen Kontakt mit Nocken herstellt, die auf einer Einlass- Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine fixiert sind, umfassend:
ein Gehäuse, das synchron mit einer Antriebskraftübertragungseinrichtung rotiert, welche eine Antriebskraft von einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zu einer Einlass-Nockenwelle und einer Auslass-Nockenwelle überträgt;
einen Behälter, der auf dem Gehäuse fixiert ist und eine Vielzahl von Schuhen besitzt, welche nach innen hervorstehen, um eine Vielzahl von hydraulischen Druckkammern zu bilden;
einen Rotor, der auf einem Ende der Einlass-Nockenwelle oder der Auslass-Nockenwelle fixiert ist und eine Vielzahl von Flügeln besitzt, um die hydraulischen Druckkammern in hydraulische Fortschrittsseiten- Druckkammern und hydraulische Verzögerungsseiten- Druckkammern zu unterteilen;
ein Paßloch, das entweder auf dem Rotor oder dem Behälter angeordnet ist;
ein Verriegelungselement, das entweder auf dem Behälter oder dem Rotor angeordnet ist und in das Paßloch passt, um den Rotor in Relation zu dem Behälter annähernd an einer Zwischenposition zu verriegeln, die sowohl von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist; und
ein Schubelement, welches das Verriegelungselement in einer Richtung senkrecht vorspannt, in der das Verriegelungselement in das Paßloch passt, worin ein hydraulischer Freigabedruck zum Freigeben des Befestigungszustandes des Verriegelungselementes in dem Paßloch gegen die Schubkraft des Schubelementes so festgelegt ist, dass dieser höher als ein hydraulischer Verriegelungsdruck ist, welcher den Befestigungszustand des Verriegelungselementes in dem Paßloch gestattet.

2. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 1, worin der hydraulische Verriegelungsdruck so festgelegt ist, dass er nahezu gleich oder geringer als ein hydraulischer Druck ist, welcher ein Drehmoment generiert, welches in der Vorrichtung erzeugt ist, wobei das Drehmoment gleich einem Nockendrehmoment während einer Verbrennung ist.

3. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 1, des weiteren umfassend einen ersten und einen zweiten Verbindungskanal, worin der erste Verbindungskanal eine rückwärtige Druckkammer, in welcher das Schubelement angeordnet ist, mit der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer oder mit der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer als eine betriebliche hydraulische Druckkammer zum Betätigen der Vorrichtung verbindet, und worin der zweite Verbindungskanal die rückwärtige Druckkammer mit einer Außenseite der Vorrichtung verbindet.

4. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 3, worin der erste Verbindungskanal an einem Ende des Behälters in einer axialen Richtung des Behälters ausgebildet ist.

5. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 3, worin der erste Verbindungskanal eine Abzweigung eines hydraulischen Druckversorgungskanals ist, welcher die betriebliche hydraulische Druckkammer mit einer hydraulischen Freigabe-Druckkammer verbindet.

6. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 3, worin die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals so festgelegt ist, dass diese größer als die Querschnittsfläche ist, welche ein Abführen von Fremdmaterialien gestattet.

7. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 3, worin die Antriebskraftübertragungseinrichtung eine Kette ist, worin sich das Verriegelungselement in einer radialen Richtung der Vorrichtung bewegt, und worin ein Stopper an dem äußersten Abschnitt der Vorrichtung angeordnet ist, wobei der Stopper das Schubelement in der rückwärtigen Druckkammer hält und in den zweiten Verbindungskanal integriert ist.

8. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 3, worin die Querschnittsfläche des ersten Verbindungskanals größer als die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals ist.

9. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 8, worin die Querschnittsfläche des zweiten Verbindungskanals größer als die Querschnittsfläche ist, welche eine Abfuhr von Fremdmaterialien gestattet.

10. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung nach Anspruch 8, worin die Antriebskraftübertragungseinrichtung eine Kette ist, worin das Verriegelungselement sich in einer radialen Richtung der Vorrichtung bewegt, und worin ein Stopper an dem äußersten Abschnitt der Vorrichtung angeordnet ist, wobei der Stopper das Schubelement in der rückwärtigen Druckkammer hält und in den zweiten Verbindungskanal integriert ist.

11. Ventilsteuerungskontrollvorrichtung zum Verändern einer Öffnungs- und Verschließzeiteinstellung eines Einlassventils oder eines Auslassventils, welches einen Kontakt mit Nocken herstellt, die auf einer Einlass- Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine fixiert sind, umfassend:
ein Gehäuse, welches synchron mit einer Antriebskraftübertragungseinrichtung rotiert, welche eine Antriebskraft von einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine zu einer Einlass-Nockenwelle oder einer Auslass-Nockenwelle überträgt;
einen Behälter, der auf dem Gehäuse fixiert ist und eine Vielzahl von Schuhen besitzt, die nach innen hervorstehen, um eine Vielzahl von hydraulischen Druckkammern zu bilden;
einen Rotor, der auf einem Ende der Einlass-Nockenwelle oder der Auslass-Nockenwelle fixiert ist und eine Vielzahl von Flügeln besitzt, welche die hydraulischen Druckkammern in hydraulische Fortschrittsseiten- Druckkammern und hydraulische Verzögerungsseiten- Druckkammern unterteilen;
ein Paßloch, das entweder auf dem Rotor oder dem Behälter angeordnet ist;
ein Verriegelungselement, das auf dem Behälter oder dem Rotor angeordnet ist und in das Paßloch passt, um den Rotor in Relation zu dem Behälter an einer annähernden Zwischenposition zu verriegeln, die sowohl von der maximalen Fortschrittsseitenposition als auch der maximalen Verzögerungsseitenposition getrennt ist, wobei das Verriegelungselement einen Kopfabschnitt beinhaltet, der in das Paßloch passt, und einen Flanschabschnitt, der einen Durchmesser besitzt, der größer als der Kopfabschnitt ist;
ein Schubelement, welches das Verriegelungselement in eine Richtung schiebt, in der das Verriegelungselement jederzeit in das Paßloch passt; und
ein Dichtungselement zum Absperren des Stroms von Arbeitsöl zwischen der hydraulischen Fortschrittsseiten- Druckkammer und der hydraulischen Verzögerungsseiten- Druckkammer, worin das Dichtungselement so angeordnet sein kann, dass es einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Verzögerungsseiten-Druckkammer an den Flanschabschnitt des Verriegelungselementes anlegt, und dass es einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Fortschrittsseiten-Druckkammer an den Kopfabschnitt und den Flanschabschnitt des Verriegelungselementes anlegt.