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    • 专利摘要:
    Eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung steuert den Ventilzeitverlauf eines Einlassventils. Die Vorrichtung zur Steuerung eines variablen Ventilzeitverlaufs (10) weist eine Welle (33), einen Stator (34), der an der Brennkraftmaschine befestigt ist und ein Magnetfeld um die Welle (33) erzeugt, und einen Rotationsphasenwandler (14, 18, 24) auf, der das der Welle (33) beaufschlagte Drehmoment umwandelt. Wenn der Ventilzeitverlauf sich in dem Zeitverlauf mit der größten Nacheilung befindet, kann die Brennkraftmaschine gestartet werden. Die Rotationsphase dieses Zeitverlaufs wird als Durchführbarkeitsphase bezeichnet. Wenn der Stator (34) die Erzeugung des Magnetfelds stoppt, tritt ein Lastdrehmoment an der Welle (33) auf. Der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24) variiert die Rotationsphase zu der Durchführbarkeitsphase bei Empfang des Lastdrehmoments aus der Welle (33).
    公开号:DE102004014974A1
    申请号:DE200410014974
    申请日:2004-03-26
    公开日:2004-10-28
    发明作者:Takayuki Nishio Inohara；Akihiko Kariya Takenaka；Hideji Kariya Tani；Haruyuki Kariya Urushihata；Hideji Kariya Yoshida
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:F01L1-34
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variable Ventilsteuerungbzw. eine Vorrichtung zur Steuerung eines variablen Ventilzeitverlaufs,die den Öffnungs-und Schließzeitverlaufvon Einlassventilen- und/oderAuslassventilen einer Brennkraftmaschine entsprechend einer Betriebsbedingungder Brennkraftmaschine ändert.Der Öffnungs-und Schließzeitverlaufwird als Ventilzeitverlauf bezeichnet, die Vorrichtung zur Steuerungdes variablen Ventilzeitverlaufs wird als VVT-Steuerungsvorrichtungbezeichnet, und die Brennkraftmaschine ist nachstehend als Maschinebezeichnet.
    [0002] DieVVT-Steuerungsvorrichtung ist in einem Drehmomentübertragungssystemangeordnet, das das Drehmoment einer Antriebswelle der Brennkraftmaschineauf die angetriebene Welle überträgt, die zumindestentweder ein Einlassventil oder ein Auslassventil öffnet undschließt.Die VVT-Steuerungsvorrichtung justiert den Ventilzeitverlauf derVentile durch Variieren einer Rotationsphase der angetriebenen Wellein Bezug auf die Antriebswelle (antreibende Welle).
    [0003] EineherkömmlicheVVT-Steuerungsvorrichtung variiert die Rotationsphase durch Öldruck.In einer derartigen VVT-Steuerungsvorrichtungkann es schwierig sein, den Öldruckpräzisezu steuern, wenn er sich in einer harten Bedingung wie niedrigerTemperatur oder in dem Zustand unmittelbar nach Starten der Brennkraftmaschinebefindet.
    [0004] Die JP-U-4-105906 zeigteine VVT-Steuerungsvorrichtung, die die Rotationsphase der angetriebenenWelle gegenüber derAntriebswelle mittels eines elektrischen Motors variiert. Ein Statordes elektrischen Motors erzeugt ein Magnetfeld, das einer Motorwelleein Drehmoment beaufschlagt, und das Drehmoment wird auf ein Planetengetriebemechanismus übertragen,um die Rotationsphase zu variieren.
    [0005] Indieser Art der VVT-Steuerungsvorrichtung ist es, wenn das Magnetfeldaufgrund eines elektrischen Kurzschlusses oder einer Unterbrechungdes Statorspule nicht erzeugt wird, unmöglich, die Rotationsphase durchden Planetengetriebemechanismus zu steuern. Somit kann die Rotationsphaseder angetriebenen Wellen zu der Phase hin verschoben werden, inder es unmöglichist, die Maschine zu starten.
    [0006] Dievorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die vorstehend beschriebeneBedingung gemacht, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine VVT-Steuerungsvorrichtungbereitzustellen, die die Brennkraftmaschine selbst im Fall von Problemen startenkann.
    [0007] Fallsder Stator versagt, ein Magnetfeld zu erzeugen, tritt ein Widerstandsdrehmomentan der Motorwelle auf. Bei Empfang des Widerstandsdrehmoments verschiebtein Phasenwandler die Rotationsphase der angetriebenen Wellen zueiner Sicherheitsphase, in der die Maschine gestartet werden kann.Das heißt,dass, selbst falls das Magnetfeld aufgrund eines elektrischen Kurzschlussesoder einer Unterbrechung der Statorspule nicht erzeugt wird, einePhasenverschiebung von der Phase, in der die Maschine gestartetwerden kann, zu der Phase, in der die Maschine nicht gestartet werdenkann, verhindert wird.
    [0008] AndereAufgaben, Merkmal und Vorteile der vorliegenden Erfindung werdenanhand der nachstehenden ausführlichenBeschreibung und in Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich,in der gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind.Es zeigen:
    [0009] 1 ein Kennliniendiagrammzur Beschreibung der Funktion der VVT-Steuerungsvorrichtung,
    [0010] 2 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie II-II in 3 gemäß einemersten Ausführungsbeispiel,
    [0011] 3 eine Querschnittdarstellungeiner WT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines Betriebs gemäß dem erstenAusführungsbeispiel,
    [0012] 4 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang III-III in 2 zurBeschreibung eines anderen Betriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    [0013] 5 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines weiteren Betriebs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    [0014] 6 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang VI-VI in 2,
    [0015] 7 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang VII-VII in 2,
    [0016] 8 ein Schaltbild, in demein Stator, eine Antriebsschaltung und eine Steuerungsschaltungder VVT-Steuerungsvorrichtunggemäß dem erstenAusführungsbeispieldargestellt sind,
    [0017] 9 eine vergrößerte Darstellungeines wesentlichen Teils von 2,
    [0018] 10 eine Seitenansicht eines Übertragungsteilsder VVT-Steuerungsvorrichtung entlang einer Linie X-X von 2,
    [0019] 11 ein Kennliniendiagrammzur Beschreibung der Funktion der VVT-Steuerungsvorrichtung gemäß einemzweiten Ausführungsbeispiel,
    [0020] 12 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 gemäß dem zweitenAusführungsbeispiel,
    [0021] 13 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines Betriebs gemäß dem zweitenAusführungsbeispiel,
    [0022] 14 ein Schaltbild, das einenStator, eine Antriebsschaltung und eine Steuerungsschaltung der VVT-Steuerungsvorrichtunggemäß dem drittenAusführungsbeispieldargestellt,
    [0023] 15 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines Betriebs gemäß einemvierten Ausführungsbeispiel,
    [0024] 16 ein Kennliniendiagrammzur Beschreibung der Funktion der VVT-Steuerungsvorrichtung gemäß einemfünftenAusführungsbeispiel,
    [0025] 17 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines Betriebs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
    [0026] 18 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines anderen Betriebs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, und
    [0027] 19 eine Querschnittdarstellungder VVT-Steuerungsvorrichtungentlang einer Linie III-III in 2 zurBeschreibung eines weiteren Betriebs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel.
    [0028] 2 zeigt eine VVT-Steuerungsvorrichtung (Vorrichtungzur variablen Ventilsteuerung) gemäß dem ersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Die VVT-Steuerungsvorrichtung 10 istin einem Drehmomentübertragungssystemangeordnet, das das Drehmoment einer Kurbelwelle als eine Antriebswelleder Brennkraftmaschine auf eine Nockenwelle 4 als eineangetriebene Welle überträgt, diezumindest ein Einlassventil oder ein Ablassventil öffnet undschließt.Die VVT-Steuerungsvorrichtung 10 justiert den Ventilzeitverlaufdes Einlassventil durch variieren der Rotationsphase der Nockenwelle 4,wie es in 1 durch einenPfeil 200 dargestellt ist.
    [0029] Wiees in 2 und 3 dargestellt ist, ist ein Kettenrad(Kettenzahnrad) 11 als Antriebsrotor mit einem Stützabschnitt 12,einem Eingangsabschnitt 13 mit einem größeren Durchmesser als der des Stützabschnitts 12 undeinem ersten Umwandlungsabschnitt 14 versehen, der denStützabschnitt 12 mit demEingangsabschnitt 13 verbindet. Der Stützabschnitt 12 istdrehbar durch eine Nockenwelle 4 und eine Ausgangswelle 16 umeine Mittelachse O gestützt.Ein (nicht gezeigter) Kettenriemen verläuft über eine Vielzahl von Zähnen 13a,die an dem Eingangsabschnitt 13 geformt sind, und eineVielzahl von Zähnen,die an der (nicht gezeigten) Kurbelwelle geformt sind. Wenn dasDrehmoment von der Kurbelwelle auf den Eingangsabschnitt 13 über denKettenriemen übertragenwird, rotiert das Kettenrad 11 im Uhrzeigersinn um dieMittelachse O, wobei die Rotationsphase zu der Kurbelwelle beibehaltenwird. Das Kettenrad 11 dreht sich synchron mit der Drehungder Kurbelwelle.
    [0030] DieAusgangswelle 16 als die angetriebene Welle weist einenfesten Abschnitt 27 und einen Umwandlungsabschnitt 18 auf.Ein Ende der Nockenwelle 4 ist konzentrisch mit dem festenAbschnitt 17 durch einen Bolzen gekoppelt, und die Ausgangswelle 16 drehtsich um die Mittelachse O, wobei die Rotationsphase in Bezug aufdie Nockenwelle 4 beibehalten wird. Das heißt, dasssich die Ausgangswelle 16 synchron mit der Drehung derNockenwelle 4 dreht. Ein zweiter Umwandlungsabschnitt 18,ein Planetengetriebe 23 und ein Übertragungsteil 24 sind sandwichartigzwischen einer Abdeckung 15 und dem ersten Umwandlungsabschnitt 14 angeordnet. Derzweite Umwandlungsabschnitt 18 hält Kontakt mit der innerenOberfläche 14a desersten Umwandlungsabschnitts 14 und ist der äußeren Oberfläche 14a des Übertragungsteils 24 miteinem Feiraum zugewandt.
    [0031] EinSteuerungsteil 50 ist mit dem ersten Umwandlungsabschnitt 14 unddem zweiten Umwandlungsabschnitt 18 verbunden. Die Ausgangswelle 16 drehtsich gemäß 3 im Uhrzeigersinn über das Steuerungsteil 50,wie sich das Kettenrad 11 mit der Kurbelwelle dreht. DieAusgangswelle 16 kann sich in einer Voreilrichtung X undeiner Nacheilrichtung Y gemäß 3 drehen.
    [0032] 3 zeigt die Nockenwelle 4 inder Position mit größter Nacheilung(in der am stärkstenverzögertenPosition), 4 zeigt dieNockenwelle 4 in der Position mit größter Voreilung (in der am meistvorgeschobenen Position), und 5 zeigtdie Nockenwelle in der Mittelposition relativ zu dem Kettenrad 11 undder Nockenwelle. Wenn die Nockenwelle 4 an der Phase mitgrößter Nacheilung(der am meistem verzögertenPhase) positioniert ist, ist der Ventilzeitverlauf des Einlassventilsdie Phase mit der größten Nacheilung,die durch die gestrichelte Linie in 1 dargestelltist, so dass die Brennkraftmaschine gestartet werden kann. Die Phasemit größter Nacheilunggemäß diesemAusführungsbeispielentspricht der Durchführbarkeitsphase(feasible phase). Wenn demgegenüberdie Nockenwelle 4 sich an der am Phase mit größter Voreilung(am meisten voreilenden Phase) befindet, ist der Ventilzeitverlaufdes Einlassventils die Phase mit größter Voreilung, wie es durch diedurchgezogene Linie in 1 gezeigtist, so dass die Brennkraftmaschine nicht gestartet werden kann.
    [0033] Einelektrischer Motor 30 ist ein Dreiphasenmotor und weistein Gehäuse 31,ein Lager 32, eine Motorwelle 33, ein Stator 34,eine Antriebsschaltung 35 und eine Steuerungsschaltung 36 auf.Das Gehäuse 31 istan der Maschine durch eine Stütze (Steg) 37 befestigt,wie es in 2 und 6 gezeigt ist. Das Gehäuse 31 istmit einem Paar Lager 32 versehen.
    [0034] DieMotorwelle 33 ist durch das Lagerpaar 32 gestützt unddreht sich um die Mittelachse O. die Motorwelle 33 istmit einer exzentrischen Welle 25 über eine Verbindung (Kupplung) 38 derartverbunden, dass die Motorwelle 33 sich mit der exzentrischenWelle 25 gemäß 6 und 7 gegen den Uhrzeigersinn dreht. DieMotorwelle 33 weist einen Wellenkörper 33a und einenscheibenförmigenRotor 33b auf. Eine Vielzahl von Magneten 39 sindin dem Rotor 33b in der Nähe des äußeren Umfangs angeordnet. DieMagnete 39 sind aus Seltenerdmagneten geformt und mit demselbenAbstand um die Mittelachse O angeordnet. Benachbarte Magnete sindjeweils derart angeordnet, dass die Magnetpole der äußeren Oberfläche entgegengesetztzueinander sind.
    [0035] DerStator 34 ist an die Brennkraftmaschine über dasGehäuse 31 unddem Ständer 37 ander äußeren Seiteder Motorwelle 33 befestigt. Der Stator 34 weisteinen zylindrischen Körper 40,einen Kern 41 und Spulen 42 auf. Der Kern 41 istdurch Stapeln einer Vielzahl von Eisenblechen geformt und springt zuder Motorwelle 33 von der inneren Oberfläche des Körpers 40 vor.Der Kern 41 weist zwölfVorsprünge imselben Abstand auf, und die Spulen 42 sind um jeden derVorsprüngegewickelt. Wie es schematisch in 8 gezeigtist, sind die Spulen 42 in Sternschaltung verschaltet undweisen drei Anschlüsse 42u, 42v und 42w auf.
    [0036] DieAntriebsschaltung 35 ist eine Brückenschaltung, wie es in 8 gezeigt ist, und weist sechsTransistoren als Schaltelemente auf. Die Kollektoren der Transistoren sindmit einer elektrischen Hauptenergieversorgung 55 verbunden,und die Emitter der Transistoren sind geerdet. Der Emitter der Transistors 44a undder Kollektor des Transistors 44d sind mit dem Anschluss 44u über eineLeitung 46r verbunden, der Emitter des Transistors 44b und derKollektor des Transistors 44e sind mit dem Anschluss 42v über eineLeitung 46s verbunden, und der Emitter des Transistors 44c undder Kollektor des Transistors 44f sind mit dem Anschluss 42w verbunden.die Basisanschlüsseder Transistoren 47a, 47a, 47b, 47c, 47d, 47e und 47f sindmit der Steuerungsschaltung 36 verbunden.
    [0037] DieSteuerungsschaltung 36 weist einen Mikrocomputer auf underfasst die Bedingung (den Zustand) der VVT-Steuerungsvorrichtung 10 aufder Grundlage der Signale wie des Stromwerts der Antriebsschaltung 35 unddes Rotationswinkels der Motorwelle 33.
    [0038] Fallskein Problem in der WT-Steuerungsvorrichtung vorhanden ist, variiertdie Steuerungsschaltung 36 den Stromwert, der den Basisanschlüssen derTransistoren 44a bis 44f zugeführt wird. Die Transistoren 44a bis 44f werdenin einer Sequenz entsprechend der Variation des der in Basisanschlüssen zugeführten Stromsein- oder ausgeschaltet. Die Ein-/Ausschaltsequenz der Transistoren 44a bis 44f wirddurch die Steuerungsschaltung 36 in einer bestimmten Reihenfolgeoder in einer umgekehrten Reihenfolge gesteuert. Wenn der Stromden Spulen 42 überdie Anschlüsse 42u, 42v und 42w indieser Reihenfolge zugeführtwird, wird das Magnetfeld im Uhrzeigersinn um die Motorwelle 33 erzeugt.In diesem Magnetfeld wird das Drehmoment in der Voreilrichtung Xauf die Motorwelle 39 beaufschlagt, wobei die Magnete 39 dieAnziehungskraft und Abstoßkraft empfangen.Wenn der Strom den Spulen 42 über die Anschlüsse 42u, 42v und 42w inumgekehrter Reihenfolge zugeführtwird, wird ein Magnetfeld gegen den Uhrzeigersinn um die Motorwelle 33 erzeugt.In diesem Magnetfeld wird das Drehmoment in Nacheilrichtung Y derMotorwelle 39 beaufschlagt, da die Magnete 39 Anziehungskraftund Abstoßkrafterfahren.
    [0039] DieAntriebsmotorwelle 33 empfängt ein Reibungsdrehmomentin der Nacheilrichtung Y aufgrund der Reibung zwischen der Motorwelle 33 undden Lagern 32. Die Antriebsmotorwelle 33 erzeugteine gegenelektromotorische Kraft durch die Wechselwirkung zwischenden Magneten 39 und den Spulen 42 und erfährt einBremsdrehmoment in der Nacheilrichtung Y entsprechend der gegenelektromotorischen Kraftdurch die Wechselwirkung. In dem Fall, dass das Drehmoment konstantgehalten wird, steuert die Steuerungsschaltung 36 den denSpulen 42 zugeführtenStromwert derart, dass das Drehmoment in der Voreilrichtung X derMotorwelle 33 beaufschlagt wird, wobei das Drehmoment dasReibungsdrehmoment und das Bremsdrehmoment aufhebt. In dem Falleiner Erhöhungdes Drehmoments in Voreilrichtung oder Nacheilrichtung steuert dieSteuerungsschaltung 36 den den Spulen 42 zugeführten Strom, wobeidas Reibungsdrehmoment und das Bremsdrehmoment wiedergegeben wird.
    [0040] Fallszumindest eine der Leitungen 46r–46t einen elektrischenKurzschluss oder eine Unterbrechung verursacht, schaltet die Steuerungsschaltung 36 dieTransistoren 44a, 44 und 44c aus undschaltet die Transistoren 44d, 44e und 44f an,indem der den Transistoren 44a–44f zugeführte Eingangstromgesteuert wird. Dadurch bildet die Antriebsschaltung 35 einenKurzschluss, wobei ein elektrischer Kurzschluss zwischen den Anschlüssen 42u, 42v und 42w verursachtwird.
    [0041] EinUntersetzungsgetriebe 20 weist einen Zahnkranz 22,die exzentrische Welle 25, das Planetengetriebe 23 unddas Übertragungsteil 24 auf.Der Zahnkranz 22 ist an der inneren Oberfläche desEingangsabschnitts 13 befestigt. Der Zahnkranz 22 ist einInnenzahnrad, dessen Zahnkopfhöhenkreisinnerhalb seines Zahnfußhöhenkreisesliegt. Der Zahnkranz 22 dreht sich gemäß 7 im Uhrzeigersinn um die MittelachseO mit dem Kettenrad 11.
    [0042] Dieexzentrische Welle 25 ist mit der Motorwelle 33 deselektrischen Motors 30 derart verbunden, dass die exzentrischeWelle 25 gegenüberder Mittelwelle O versetzt ist. Die 7 bezeichnet "P" eine Achse der exzentrischen Welle 25 undbezeichnet "e" das exzentrischeAusmaß (Versatzausmaß) der exzentrischenWelle 25 in Bezug auf die Mittelwelle O.
    [0043] DasPlanetengetriebe 23 weist ein externes Zahnrad (Außenzahnrad)auf, dessen Zahnkopfhöhenkreisaußerhalbseines Zahnfußhöhenkreises liegt.Die Krümmungdes Zahnkopfhöhenkreisesdes Planetenzahnrad 23 ist kleiner als die des Zahnfußhöhenkreisesdes Zahnkranzes 22. Das Planetenzahnrad 23 weisteinen Zahn mehr als der Zahnkranz 25 auf. Das Planetenzahnrad 23 istinnerhalb des Zahnkranzes 22 angeordnet, wobei ein Teilder Zähnedes Planetenzahnrads 23 mit einem Teil der Zähne desZahnkranzes 22 in Eingriff stehen. Das Planetenzahnrad 23 weisteine kreisförmigeEingriffsöffnung 23 aufderselben Achse auf. Ein Ende der exzentrischen Welle 25 istin die kreisförmigeEingriffsöffnung 23 über ein(nicht gezeigtes) Lager eingesetzt. Das Planetenzahnrad 23 wirddurch eine äußere Oberfläche derexzentrischen Welle 25 derart gestützt, dass sich das Planetenzahnrad 23 relativzu der exzentrischen Achse P drehen kann. Dadurch kann die exzentrischeWelle 25 sich in Voreilrichtung X oder in NacheilrichtungY relativ zu dem Kettenrad 11 drehen.
    [0044] Das Übertragungsteil 24 alsein Übertragungsrotorist wie eine kreisförmigePlatte geformt und wird durch innere Oberfläche des Eingangsabschnitts 13 derartgestützt,dass sich das Übertragungsteil 24 relativum die Mittelachse O dreht. Das Übertragungsteil 24 weistneun Eingriffsöffnungen 26 auf,die in demselben Abstand um die Mittelachse O angeordnet sind. DieEingriffsöffnungenweisen eine Kreisform auf und sind der äußeren Oberfläche 24b des Übertragungsteils 24 zugewandt,das in Berührungmit dem Planetenzahnrad 22 bleibt. Eingriffsvorsprünge 27 sindan neun Stellen, die jeweils den Eingriffsöffnungen 27 zugewandtsind, an der äußeren Oberfläche 27a desPlanetenzahnrads 23 geformt, die das Übertragungsteil 24 berührt. JedeEingriffsvorsprünge 27 istin dem Umlauf der exzentrischen Achse P der exzentrischen Welle 25 beigleichen Intervallen geformt. Jeder Eingriffsvorsprung 27 weist einezylindrische Form auf und steht mit den Eingriffsöffnungen 26 inEingriff. Der Durchmesser des Eingriffsvorsprungs 27 istkleiner als der innere Durchmesser der Eingriffsöffnungen 26. Das Steuerungsteil 50 istmit der äußeren Oberfläche 24a des Übertragungsteils 24 anSeiten des zweiten Umwandlungsabschnitts verbunden.
    [0045] Wenndas Reibungsdrehmoment und das Bremsdrehmoment konstant sind, undwenn das der Motorwelle 33 beaufschlagte und auf die exzentrischeWelle 25 übertrageneDrehmoment konstant ist, dreht sich das Planetenzahnrad 23 nichtrelativ zu der exzentrischen Welle 25. Dadurch befindetsich das Planetenzahnrad 23 in Eingriff mit dem Zahnkranz 22 unddreht sich mit dem Kettenrad 11, der exzentrischen Welle 25 undder Motorwelle 33, wobei die Rotationsphase relativ zudem Kettenrad 22 konstant gehalten wird. Der Eingriffsvorsprung 27 drückt dieinnere Oberflächeder Eingriffsöffnung 26 ineine Rotationsrichtung (in diesem Fall die Voreilrichtung X), unddas Übertragungsteil 24 drehtsich im Uhrzeigersinn um die Mittelachse O gemäß 7, wobei die Rotationsphase relativ zudem Kettenrad 11 konstant gehalten wird. Die Zeitdauer,wenn das Reibungsdrehmoment und das Bremsdrehmoment sich im Wesentlichennicht ändern,wird als invariable Zeitdauer bezeichnet.
    [0046] Während derinvariablen Zeitdauer dreht sich, wenn das der Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmomentsich in der Nacheilrichtung Y erhöht, sich das Planetenzahnrad 23 inVoreilrichtung X relativ zu der exzentrischen Welle 25,wobei es gegen die äußere Oberfläche derexzentrischen Welle 25 gedrückt wird und die Funktion desZahnkranzes 22 aufnimmt. Das Planetenzahnrad 23 drehtsich in Voreilrichtung relativ zu dem Kettenrad 11, während es teilweisemit dem Zahnkranz 22 in Eingriff steht. Da die Kraft, mitder der Eingriffsvorsprung 27 gegen die Eingriffsöffnung 26 drückt, inVoreilrichtung ansteigt, dreht sich das Übertragungsteil 24 inVoreilrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11. Wie es vorstehendbeschrieben worden ist, überträgt das Untersetzungsgetriebe 20 dasgeändertDrehmomentausmaß auf das Übertragungsteil 24,währenddie Richtung in die Voreilrichtung X geändert wird und das der Motorwelle 33 beaufschlagteDrehmomentausmaß erhöht wird.
    [0047] Während derinvariablen Zeitdauer dreht sich, wenn das der Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmomentin Voreilrichtung X sich erhöht,das Planetengetriebe 23 in Nacheilrichtung Y relativ zuder exzentrischen Welle 25, wobei sie mittels der äußeren Oberfläche derexzentrischen Welle 25 gedrückt wird und die Funktion desZahnkranzes 22 empfängt. DasPlanetenzahnrad 23 dreht sich in Nacheilrichtung Y relativzu dem Kettenrad 11, wobei dieses teilweise mit dem Zahnrad 23 inEingriff steht. Da die Kraft, mit der der Eingriffsvorsprung 27 dieEingriffsöffnung 26 drückt, inder Voreilrichtung ansteigt, dreht sich das Übertragungsteil 24 inder Voreilrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11. Wie esvorstehend beschrieben worden ist, überträgt das Untersetzungsgetriebe 20 dasgeänderteDrehmomentausmaß auf das Übertragungsteil 24,währenddie Richtung zu der Nacheilrichtung Y geändert wird und das der Motorwelle 33 beaufschlagteDrehmomentausmaß erhöht wird.
    [0048] EinherkömmlichesUntersetzungsgetriebe kann anstelle des Untersetzungsgetriebes 20 gemäß dem vorliegendenAusführungsbeispielverwendet werden. Das der Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmomentkann direkt auf das Übertragungsteil 24 übertragenwerden.
    [0049] EinPhasenwandler weist das Übertragungsteil 24,den erste Umwandlungsabschnitt 14 und den zweiten Umwandlungsabschnitt 18 auf,die miteinander verbunden sind. Der Phasenwandler variiert die Rotationsphaseder Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwelle durch Umwandlungder relativen Drehbewegung des Übertragungsteils 24 gegenüber dasKettenrad 11 in die relative Drehbewegung der Ausgangswelle 19 gegenüber dasKettenrad 11. Unter Bezugnahme auf 2 bis 5, 9 und 10 ist der Aufbau des Phasenwandlersnachstehend beschrieben. In 3 bis 5 wird eine Schraffierungverzichtet.
    [0050] Wiees in 3 gezeigt ist,ist der erste Umwandlungsabschnitt 14 eine kreisförmige Platte,die vertikal zu der Mittelachse O verläuft und drei Öffnungen 60 aufweist.Die Öffnungen 60 sindmit einem Intervall von 120 Grad geformt. Wie es in 3 und 9 gezeigtist, sind die Öffnungen 60 ander inneren Oberfläche 14a desersten Umwandlungsabschnitts 14 geöffnet, die den zweiten Umwandlungsabschnitt 18 berührt. InnereOberflächender 60 bilden die Bahnen 62, durch die die Steuerungsteile 50 sichbewegen. Die Bahnen 62 sind gegenüber dem ersten Umwandlungsabschnitt 14 derartgeneigt, dass der radiale Abstand von der Mittelachse O variiert.Gemäß diesemAusführungsbeispielsind die Bahnen 62 gerade Linien, die bei Entfernen vonder Mittelachse O in Nacheilrichtung Y geneigt sind.
    [0051] Wiees in 3 gezeigt ist,ist der zweite Umwandlungsabschnitt 18 eine Platte, diewie ein Dreieck geformt ist, und der vertikal zu der MittelachseO verläuft,und weist drei Öffnungen 70 auf,die den Öffnungen 60 desersten Umwandlungsabschnitts 14 zugewandt sind. Jede der Öffnungen 70 istin der Näheder drei Scheitel (Spitzen) des zweiten Umwandlungsabschnitts 18 miteinem Intervall von 120 Grad geformt. Wie es in 3 und 9 gezeigt ist,durchdringen die Öffnungen 70 denzweiten Umwandlungsabschnitt 18 in dessen Dickenrichtungund sind der äußeren Oberfläche 18a undder äußeren Oberfläche 18b zugewandt.Die Öffnungen 70 bilden Bahnen 72 durchderen inneren Oberflächen,durch die das Steuerungsteil 50 mit dessen innerer Oberfläche gelangt(sich bewegt). Die Bahnen 72 sind gegenüber der radialen Achse deszweiten Umwandlungsabschnitts 18 mit Variieren des Abstandsvon der Mittelachse O geneigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispielsind die Bahnen 72 gerade Linien, die bei Entfernen vonder Mittelachse O in der Nacheilrichtung Y geneigt sind. Dadurch überkreuzensich die Bahnen 72 der Öffnungen 70 unddie Bahnen 62 der Öffnungen 60 einanderan einer Stelle entsprechend der Rotationsphase der Ausgangswelle 19 in Bezugauf das Kettenrad 11.
    [0052] Wiees in 3 gezeigt ist,sind die Steuerungsteile 50 an den drei Stellen entsprechendden drei Öffnungen 60 und 760 angeordnet.Wie es in 2, 3 und 9 gezeigt ist, sind die Steuerungsteile 50 vonzylindrischer Form und zwischen dem ersten Umwandlungsabschnitt 14 unddem Übertragungsteil 24 angeordnet,wobei sie durch die Kreuzungspunkte der Bahnen 62 und derBahnen 72 gelangen. Die Steuerungsteile 50 berühren dieinneren Seitenoberflächen 70a und 70b der Öffnungen 60 undberührenebenfalls die seitlichen inneren Oberflächen 70a und 70b der Öffnungen 70.
    [0053] Wiees in 10 gezeigt, weistdas Übertragungsteil 24 drei Öffnungen 80 auf,die mit einem Intervall von 120 Grad um die Mittelachse O geformt sind.Wie es in 9 und 10 gezeigt ist, sind die Öffnungen 80 ander äußeren Öffnung 24a des Übertragungsteils 24 geöffnet, dieden zweiten Umwandlungsabschnitt 18 zugewandt ist. Dieinneren Oberflächender Öffnungen 80 bildenBahnen 82, durch die jeweils ein Steuerungsteil 50 sichbewegt. Die Bahnen 82 sind gegen die radiale Achse des Übertragungsteils 24 derartgeneigt, dass der radiale Abstand von der Mittelachse O variiert.Gemäß diesem Ausführungsbeispielsind die Bahnen 82 exzentrisch zu der Mittelachse O undsind bogenförmig,die in der Voreilrichtung X bei anwachsender Entfernung von derMittelachse O geneigt sind, und kreuzen die Bahnen 62 und 72.In jeder der Bahnen 82 ist jeweils ein Steuerungsteil 50 eingesetzt.Die Steuerungsteile 50 befinden sich in Kontakt mit deninneren Seitenoberflächen 80a und 80b.
    [0054] Wenndas Übertragungsteil 24 dieRotationsphase konstant hält,bleiben die Steuerungsteile 50 in den Bahnen 82 undrotieren mit dem Übertragungsteil 24.Die Steuerungsteile 50 bleiben ebenfalls in den Bahnen 62 und 72 und übertragendas Eingangsdrehmoment aus dem Kettenrad 11 auf die Ausgangswelle 16.
    [0055] Wenndas Übertragungsteil 24 sichin Voreilrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11 dreht,werden die Steuerungsteile 50 durch die Seitenoberflächen 80b gedrückt, diesich radial außerhalbder Bahnen 82 erstrecken. Die Steuerungsteile 50 bewegensich in Nacheilrichtung Y zu der Mitte des Übertragungsteils 24 hinund verkürzenden radialen Abstand zu der Mittelachse O (der nachstehend als derradialer Abstand bezeichnet ist). Gleichzeitig pressen die Steuerungsteile 50 dieSeitenoberflächen 60a der Bahn 62 inVoreilrichtung X und drückendie Seitenoberflächen 70b indie Nacheilrichtung Y. Dadurch, wenn das Steuerungsteil 50 sichin den Bahnen 62 und 72 bewegt, dreht sich dieAusgangswelle 16 relativ zu dem Kettenrad 11 inNacheilrichtung Y.
    [0056] Wenndas Übertragungsteil 24 sichin der VerzögerungsrichtungY relativ dreht, wird das Steuerungsteil 50 durch die Seitenoberfläche 80a gedrückt, diesich radial innerhalb der Bahn 82 erstreckt. Das Steuerungsteil 50 bewegtsich in Voreilrichtung X zu dem Rand (Umfang) des Übertragungsteils 24 undverlängertden radialen Abstand. Gleichzeitig drückt das Steuerungsteil 50 dieSeitenoberfläche 60b derBahn 62 in die VerzögerungsrichtungY und drücktdie Seitenoberfläche 70a inVoreilrichtung X. Dadurch, wenn sich das Steuerungsteil 50 inden Bahnen 62 und 72 bewegt, dreht sich die Ausgangswelle 16 inVoreilrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11.
    [0057] DerBetrieb der VVT-Steuerungsvorrichtung ist nachstehend beschrieben.
    [0058] Wenndie Rotationsphase der Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwellewährendder invariablen Zeitdauer unverändertist, steuert die Steuerungsschaltung 36 den dem Stator 34 ausder Antriebsschaltung 35 zugeführten Strom derart, dass dasder Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmoment konstant gehaltenwird. Da zwischen dem Übertragungsteil 24 unddem Kettenrad 11 keine relative Drehung auftritt, trittebenfalls keine relative Drehung zwischen der Ausgangswelle 16 unddem Kettenrad 11 auf. Daher wird die Rotationsphase derNockenwelle 4 gegenüberder Kurbelwelle konstant gehalten.
    [0059] Wenndie Rotationsphase der Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwellewährendder invariablen Zeitdauer verzögertwird (nacheilt), steuert die Steuerungsschaltung 36 denaus der Antriebsschaltung 35 dem Stator 34 zugeführten Stromderart, dass das der Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmomentin Nacheilrichtung erhöhtwird. Das erhöhteDrehmoment wird in dessen Richtung durch das Untersetzungsgetriebe 20 verändert undauf das Übertragungsteil 24 übertragen,weshalb sich das Übertragungsteil 24 inVoreilrichtung X relativ zu dem Kettenrad 11 dreht. Derradiale Abstand des Steuerungsteils 50 ist kurz, und dieAusgangswelle 16 dreht sich relativ zu dem Kettenrad 11 inNacheilrichtung Y. Die Rotationsphase der Nockenwelle 4 gegenüber der Kurbelwellewird zu der Nacheilrichtung hin geändert.
    [0060] Wenndie Rotationsphase der Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwellewährendder invariablen Zeitdauer vorgeschoben wird (voreilt), steuert die Steuerungsschaltung 36 denaus der Antriebsschaltung 35 dem Stator 34 zugeführten Stromderart, dass das der Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmomentin der Voreilrichtung erhöhtwird. Das erhöhte Drehmomentwird in dessen Richtung durch das Untersetzungsgetriebe 20 geändert undauf das Übertragungsteil 24 übertragen,weshalb das Übertragungsteil 24 sichin Nacheilrichtung Y relativ zu dem Kettenrad 11 dreht.Der radiale Abstand des Steuerungsteils 50 wird lang, unddie Ausgangswelle 60 dreht sich in Voreilrichtung X relativzu dem Kettenrad 11. Die Rotationsphase der Nockenwelle 11 gegenüber derKurbelwelle wird zu der Voreilrichtung hin geändert.
    [0061] Wenneine elektrische Unterbrechung oder ein elektrischer Kurzschlussin einer der Leitungen 46r bis 46t in dem erstenBetrieb, dem zweiten Betrieb oder dem dritten Betrieb auftritt,wird die Stromzufuhr zu der entsprechenden Spule 42 gestoppt.Die Steuerrückschaltung 36 steuertdie Antriebsschaltung 35 derart, dass elektrische Kurzschlüsse zwischenden Anschlüssen 42u, 42v und 42w auftreten, wobeidie Stromzufuhr zu den verbleibenden Spulen 42 gestopptwird. Das umlaufende Magnetfeld um jede der Spulen 42 verschwindet,der elektrische Widerstand zwischen den Anschlüssen 42u, 42v und 42w verringertsich, und die durch die Spulen 42 erzeugte gegenelektromotorischeKraft steigt an. Das Bremsdrehmoment, das durch die gegenelektromotorischeKraft auftritt, und das Reibungsdrehmoment zwischen der Motorwelle 33 unddem Lager 32 werden der Motorwelle 33 als Lastdrehmomentbeaufschlagt. Das Lastdrehmoment wird in dessen Richtung verändert undauf das Übertragungsteil 24 übertragen.Somit drehen sich das Übertragungsteil 24 unddie Ausgangswelle 16 in Voreilrichtung X und der NacheilrichtungY relativ zu dem Kettenrad 11, und wird die Rotationsphaseder Nockenwelle 4 gegenüberder Kurbelwelle zu der Nacheilrichtung verändert. Gemäß diesem Ausführungsbeispielbewirkt das, dass die Rotationsphase der Nockenwelle von der Positionmit der größten Voreilung,in der die Maschine nicht gestartet werden kann, zu der Positionmit der größten Nacheilungvariiert, in der die Brennkraftmaschine in der sichersten Richtunggestartet werden kann. Dadurch werden Änderungen der Rotationsphasein die am meisten voreilende Position (Position mit der größten Voreilung)verhindert, in der die Brennkraftmaschine nicht gestartet werdenkann.
    [0062] DieVVT-Steuerungsvorrichtung gemäß dem zweitenAusführungsbeispieljustiert den Ventilzeitverlauf des Einlassventils durch Variierender Rotationsphase der Nockenwelle 4, wie es in 11 durch den Pfeil 201 gezeigtist.
    [0063] 12 zeigt die Nockenwelle 4 inderen Position mit der größten Voreilung, 13 zeigt die Nockenwelle 4 inder Position mit der größten Nacheilungrelativ zu dem Kettenrad 11 und der Kurbelwelle. Wenn sichdie Nockenwelle 4 in der Phase mit der größten Voreilung befindet,ist der Ventilzeitverlauf des Einlassventils die Phase mit der größten Voreilung,wie es durch die durchgezogene Linie in 11 gezeigt ist, so dass die Brennkraftmaschinegestartet werden kann. Die Phase mit der größten Voreilung gemäß diesemAusführungsbeispielentspricht der Durchführbarkeitsphase.Wenn sich demgegenüber dieNockenwelle 4 in der Phase mit der größten Nacheilung befindet, wiees durch die gestrichelte Linie in 11 gezeigtist, ist der Ventilzeitverlauf des Einlassventils die Phase mitder größten Nacheilung, sodass die Brennkraftmaschine nicht gestartet werden kann.
    [0064] Wiees in 12 und 13 gezeigt ist, ist dieBahn 62 der Öffnungen 60 einegerade Linie, die sich mit Entfernen der Bahn 72 von derMittelachse O in Nacheilrichtung Y ansteigt. Die Bahn 72 jeder Öffnung 70 isteine gerade Linie, die mit ansteigender Entfernung der Bahn 72 vonder Mittelachse O in Voreilrichtung X ansteigt. Die Bahn 72,die Bahn 62 und die Bahn 82 überkreuzen einander an derPosition entsprechend der Rotationsphase der Ausgangswelle 16 gegenüber demKettenrad 11.
    [0065] DerBetrieb gemäß dem zweitenAusführungsbeispielist nachstehend beschrieben.
    [0066] Wenndie Rotationsphase der Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwellewährendder invariablen Zeitdauer unverändertist, steuert die Steuerungsschaltung 36 aus der Antriebsschaltung 35 dendem Stator 34 zugeführtenStrom derart, dass das der Motorwelle 33 beaufschlagteDrehmoment konstant gehalten wird. Da keine relative Drehung zwischendem Übertragungsteil 24 unddem Kettenrad 11 auftritt, tritt keine relative Drehungder Ausgangswelle 16 gegenüber dem Kettenrad 11 auf.Daher wird die Rotationsphase der Nockenwelle 4 gegenüber derKurbelwelle konstant gehalten.
    [0067] Wenndie Rotationsphase der Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwellewährendder invariablen Zeitdauer verzögertwird (nacheilt), wird das der Motorwelle 33 beaufschlagteDrehmoment in der Voreilrichtung X wie bei dem dritten Betrieb gemäß dem erstenAusführungsbeispielerhöht,und das Übertragungsteil 24 wirdrelativ in der Verzögerungsrichtung Ygedreht. Das Steuerungsteil 50 wird mittels der Seitenoberfläche 80a derBahn 62 gedrücktund bewegt sich in der Bahn 82 in Voreilrichtung, wobeider radiale Abstand verlängertwird. Das Steuerungsteil 50 drückt die Seitenoberfläche 60a derBahn 62 in Voreilrichtung und drückt die Seitenoberfläche 70b der Bahn 72 inNacheilrichtung. Wenn das Steuerungsteil 50 in den Bahnen 62 und 72 bewegt,dreht sich die Ausgangswelle 16 relativ zu dem Kettenrad 11 in Nacheilrichtung.Die Nockenwelle 4 dreht sich in Nacheilrichtung relativzu der Kurbelwelle.
    [0068] Wenndie Rotationsphase der Nockenwelle 4 relativ zu der Kurbelwellewährendder invariablen Zeitdauer vorgeschoben wird (voreilt), wird dasder Motorwelle 33 beaufschlagte Drehmoment in Nacheilrichtungerhöhtwie bei dem dritten Betrieb gemäß dem erstenAusführungsbeispiel,und das Übertragungsteil 24 wirdrelativ zu dem Kettenrad 11 in Voreilrichtung X gedreht.
    [0069] Dadurchwird das Steuerungsteil 50 durch die Seitenoberfläche 80b derBahn 82 gedrücktund bewegt sich in Nacheilrichtung Y in der Bahn 62, wobeider radiale Abstand verkürztwird. Das Steuerungsteil 50 drückt die Seitenoberfläche 60b der Bahn 62 inNacheilrichtung Y und drücktdie Seitenoberfläche 70a inVoreilrichtung X. Somit dreht sich bei Bewegung in der Bahn 62 und 72 dieAusgangswelle 16 relativ zu dem Kettenrad 11.Die Ausgangswelle 16 rotiert relativ in VoreilrichtungX, und die Rotationsphase der Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle ändert sichin die Voreilrichtung X.
    [0070] Wennelektrische Kurzschlüsseoder eine elektrische Unterbrechung in einem der Leitungen 46r bis 46t indem ersten Betrieb, in dem zweiten Betrieb oder dem dritten Betriebauftreten, wird das Lastdrehmoment der Motorwelle 33 beaufschlagt, wiein dem vierten Betrieb gemäß dem erstenAusführungsbeispiel,und dann auf das Übertragungsteil 24 mit Änderungvon dessen Richtung übertragen. Das Übertragungsteil 24 unddie Ausgangswelle 16 drehen in Voreilrichtung X, wie beidem dritten Betrieb gemäß diesemAusführungsbeispiel.Daher wird die Rotationsphase der Nockenwelle 4 zu derVoreilrichtung geändert.Gemäß diesemvorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielwird die Rotationsphase der Nockenwelle 4 in die Sicherheitsrichtung variiert,in der die Rotationsphase von der Phase mit der größten Nacheilung,in der die Brennkraftmaschine nicht gestartet werden kann, zu derPhase mit der größten Voreilunggeändert,in der die Brennkraftmaschine gestartet werden kann.
    [0071] Nachstehendist ein drittes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung beschrieben.
    [0072] DieVVT-Steuerungsvorrichtung gemäß dem drittenAusführungsbeispielsteuert den Ventilzeitverlauf des Einlassventils der Brennkraftmaschinewie gemäß dem erstenAusführungsbeispiel.
    [0073] Wiees in 14 gezeigt ist,weist die Antriebsschaltung 35 eine Hilfssteuerungsschaltung 100 auf.Die Hilfssteuerungsschaltung 100 weist einen Mikrocomputerund eine Strommesseinrichtung auf und ist mit Leitungen 47a bis 47f verbunden,die die Basisanschlüsseder Transistoren 44a bis 44f mit der Steuerungsschaltung 36 verbinden.
    [0074] Wennaus der Steuerungsschaltung kein Strom den Transistoren 44a bis 44f aufgrundeines elektrischen Kurzschlusses oder einer Unterbrechung in denLeitungen 47a bis 47f zugeführt wird, steuert die Hilfssteuerungsschaltung 100 anstelleder Steuerungsschaltung 36 den jeder Spule 42 zugeführten Strom.Wenn die Hilfssteuerungsschaltung 100 mittels der Strommesseinrichtungfür einevorbestimmte Zeitdauer erfasst, dass kein Strom zumindest eine derLeitungen 47a bis 47f zugeführt wird, führt die Hilfssteuerungsschaltung 100 denStrom den Transistoren 44a bis 44f zu, um denStromwert zu ändern.Die Antriebsschaltung 35 schaltet die Transistoren 44a bis 44f inumgekehrter Reihenfolge aus oder ein, um das Steuerungsdrehmomentder Motorwelle 33 in Nacheilrichtung Y zu beaufschlagen.Wie bei dem vierten Betrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispielwird das Lastdrehmoment auf die Motorwelle 33 übertragen,und das Übertragungsteil 24 unddie Ausgangswelle 16 drehen sich jeweils relativ in Voreilrichtungoder in Nacheilrichtung. Die Rotationsphase der Nockenwelle 44 gegenüber derKurbelwelle ändertsich in die Nacheilrichtung. Die Rotationsphase der Nockenwelle 4 ändert sichvon der Phase mit der größten Voreilungzu der Phase mit der größten Nacheilung.Daher kann die Brennkraftmaschinen selbst dann gestartet werden,nachdem der Strom als Steuerungssignal nicht aus der Steuerungsschaltung 36 zuder Antriebsschaltung 35 zugeführt wird.
    [0075] Nachstehendist ein viertes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung beschrieben.
    [0076] DieVVT-Steuerungsvorrichtung gemäß dem viertenAusführungsbeispielsteuert den Ventilzeitverlauf des Einlassventils der Brennkraftmaschine wiegemäß dem erstenAusführungsbeispiel.
    [0077] Wiees in 15 gezeigt ist,ist der zweite Umwandlungsabschnitt 18 ein z-förmige Platte,die vertikal zu der Mittelachse O verläuft und zwei Öffnungen 70 andessen Endabschnitt wie gemäß dem erstenAusführungsbeispielaufweist. An der Stelle, an der sich der erste Umwandlungsabschnitts 14 und das Übertragungsteil 24 jeweilseiner Öffnung 70 zugewandtsind, sind jeweils die Öffnungen 60 unddie Öffnungen 80 geöffnet. Die Öffnungen 60 unddie Öffnungen 80 weisendieselbe Form wie gemäß dem erstenAusführungsbeispielauf. Die Steuerungsteile 50 sind in jede der Öffnungen 60, 70 und 80 eingesetzt,die einander zugewandt sind. Der Betrieb der Phasenumwandlungseinrichtungmit dem Übertragungsteil 24,dem ersten und dem zweiten Umwandlungsabschnitt 14 und 18 sowiedem Steuerungsteil 50 ist nachstehend beschrieben. DiePhasenumwandlungseinrichtung wird wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispielbetrieben.
    [0078] DieVVT-Steuerungsvorrichtung gemäß dem viertenAusführungsbeispielweist ein Vorspannteil 150 auf. Das Vorspannteil ist gemäß diesemAusführungsbeispieleine Torsionsfeder 150. Ein Ende 150a der Torsionsfeder 150 stehtin Eingriff mit einer Eingriffsöffnung 160,die an dem ersten Umwandlungsabschnitt 14 des Kettenrads 11 geöffnet ist.Das andere Ende 150b der Torsionsfeder 150 stehtim in Eingriff mit einem Eingriffsvorsprung 170, der andem Übertragungsteil 24 geformtist. Die Torsionsfeder 150 spannt das Übertragungsteil 24 indie Voreilrichtung X vor, wenn das Übertragungsteil 24 sichin Nacheilrichtung Y dreht.
    [0079] DerBetrieb gemäß dem viertenAusführungsbeispielist nachstehend beschrieben.
    [0080] Wenneine elektrische Unterbrechung oder ein elektrischer Kurzschlussin den Leitungen 46r bis 46t auftritt, wird dasLastdrehmoment übertragen, wiegemäß dem erstenAusführungsbeispiel.Das Übertragungsteil 24 unddie Ausgangswelle 16 drehen sich jeweils in VoreilrichtungX und Nacheilrichtung Y, und die Nockenwelle 4 dreht sichin Nacheilrichtung Y, die die Sicherheitsrichtung ist. Gleichzeitig drückt dieSeitenoberfläche 80b dasSteuerungsteil 50 durch die von der Torsionsfeder 150 beaufschlagteVorspannkraft zu dem Übertragungsteil 24.Das Steuerungsteil 50 drückt die Seitenoberflächen 60a und 70b jeweilsin Voreilrichtung X und in Nacheilrichtung Y. Da die die Seitenoberflächen 70b in NacheilrichtungY drückendeKraft dem zweiten Umwandlungsabschnitt 18 der Ausgangswelle 16 indie Nacheilrichtung Y als Vorspanndrehmoment beaufschlagt wird,wird die relative Drehung der Ausgangswelle 16 unterstützt. Daherwird, selbst falls die Rotationsphase der Nockenwelle 4 sichin der Richtung mit der größten Voreilungbefindet, in der die Brennkraftmaschine nicht gestartet werden kann,die Rotationsphase schnell zu der Durchführbarkeitsphase geändert.
    [0081] Gemäß dem viertenAusführungsbeispiel weisteine Vorspanneinrichtung das Vorspannteil (Torsionsfeder 150),das Steuerungsteil 50 und die Öffnungen 60, 70 und 80 auf.Durch Eingriff des einen Endes 150b der Torsionsfeder 150 mitder Ausgangswelle wird das Vorspanndrehmoment auf die Ausgangswelle 16 unddie Torsionsfeder 150 erzeugt.
    [0082] DieVVT-Steuerungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispieljustiert den Ventilzeitverlauf des Einlassventils durch Variierender Rotationsphase der Nockenwelle 4, wie es durch denPfeil 203 in 16 gezeigtist. Die Durchführbarkeitsphase derNockenwellen unterscheidet sich von der Durchführbarkeitsphase gemäß dem erstenund dem vierten Ausführungsbeispiel.
    [0083] 17 zeigt die Situation,in der die Rotationsphase der Nockenwelle die mittlere Phase ist, 18 zeigt die Situation,in der die Rotationsphase der Nockenwelle die Phase mit der größten Voreilung ist,und 19 zeigt die Situation,in der die Rotationsphase der Nockenwelle die Phase mit der größten Nacheilungist. Die in 17 gezeigtemittlere Phase ist eine Phase mit geringerer Voreilung als die Phasegemäß 19. Wenn die Nockenwelle 4 sich inder mittleren Phase befindet, ist der Zeitverlauf des Einlassventilswie durch die gestrichelte Linie in 16 veranschaulicht,und die Brennkraftmaschine kann gestartet werden. Gemäß diesemAusführungsbeispielist die mittlere Phase die Durchführbarkeitsphase (Durchführbarkeitsphase).Wenn demgegenüberdie Rotationsphase der Nockenwelle 4 die Phase mit dergrößten Voreilungoder die Phase mit der größten Nacheilungist, ist der Ventilzeitverlauf des Einlassventils wie durch diedurchgezogene Linie in 16 veranschaulicht,und die Brennkraftmaschine kann nicht gestartet werden.
    [0084] DieVVT-Steuerungsvorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispielweist ein Vorspannteil 150 wie gemäß dem vierten Ausführungsbeispielauf. Wenn die Rotationsphase der Ausgangswelle 16 sich zwischender Phase mit der größten Voreilungund der Phase mit der größten Nacheilungbefindet, befindet sich das Ende 150b des Vorspannteils 150 in Eingriffmit dem Eingriffsvorsprung 200. Wenn die Rotationsphaseder Ausgangswelle 16 sich zwischen der Phase mit der größten Voreilungund der Phase mit der größten Nacheilungbefindet, befindet sich das Ende 150b des Vorspannteils 150 inEingriff mit dem Vorsprung des Übertragungsteils 24.Das Vorspannteil 150 spannt das Übertragungsteil 24 indie Nacheilrichtung Y durch eine größere Kraft vor, entsprechendder sich das Übertragungsteil 24 inVoreilrichtung X dreht.
    [0085] DerBetrieb gemäß dem fünften Ausführungsbeispielist nachstehend beschrieben.
    [0086] Wenndie Rotationsphase der Ausgangswelle 16 sich zwischen derPhase mit der größten Voreilungund der mittleren Phase befindet, und wenn eine elektrische Unterbrechungoder ein elektrischer Kurzschluss auftritt, wird das Lastdrehmomentwie gemäß dem erstenAusführungsbeispiel übertragen. Dadas Übertragungsteil 24 sichrelativ zu dem Kettenrad in Voreilrichtung dreht und das Ausgangsteil 16 sichrelativ zu dem Kettenrad 11 in Voreilrichtung dreht, wirddie Rotationsphase der Nockenwelle 4 in die Nacheilrichtunggeändert.Gemäß diesemAusführungsbeispielwird die Rotationsphase der Nockenwelle 4 von der Phasemit der größten Voreilung zuder mittleren Phase geändert.Danach erreicht die Rotationsphase der Ausgangswelle 16 diemittlere Phase, und wenn die Rotationsphase der Ausgangswelle 16 über diemittlere Phase hinausgeht, wird das Übertragungsteil 24 durchdas Vorspannteil 150 vorgespannt. Die Seitenoberfläche 80a der Öffnung 80 drückt dasSteuerungsteil 50 durch die Kraft in die NacheilrichtungY, wobei die Kraft aus dem Vorspannteil 150 auf das Übertragungsteil 24 übertragen wird.Die Steuerungsteile 50 pressen die Seitenoberflächen 60b und 70a jeweilsin Nacheilrichtung und in Voreilrichtung. Die Kraft, die die Seitenoberfläche 70a inVoreilrichtung drückt,spannt den zweiten Umwandlungsabschnitt 18 der Ausgangswelle 16 inVoreilrichtung X vor. Gemäß diesemAusführungsbeispielist das Vorspanndrehmoment größer alsdas Drehmoment, mit dem das Steuerungsteil 50 die Seitenoberfläche 70b indie Nacheilrichtung Y vorspannt. Daher wird die relative Drehungder Ausgangswelle 16 in der mittleren Phase gegenüber einerweiteren relativen Drehung in die Nacheilrichtung Y begrenzt.
    [0087] Wenndie Rotationsphase der Ausgangswelle 16 sich zwischen derPhase mit der größten Voreilungund der mittleren Phase befindet, und wenn eine elektrische Unterbrechungoder ein elektrischer Kurzschluss in den Leitungen 46r bis 46t auftritt,wird das Vorspanndrehmoment auf dem zweiten Umwandlungsabschnitt 18 beaufschlagt.Wie es vorstehend beschrieben worden ist, dreht sich, da das Vorspanndrehmomentgrößer alsdas Drehmoment ist, durch das das Steuerungsteil 50 dieSeitenoberfläche 70b indie Nacheilrichtung Y vorspannt, die Ausgangswelle 16 relativin die Voreilrichtung X. Wenn die Rotationsphase der Ausgangswelle 16 diemittlere Phase erreicht, verschwindet das Vorspannen des Übertragens 24 durchdas Vorspannteil 150. Danach wird, wenn die Ausgangswelle 16 sichdurch das Lastdrehmoment in Nacheilrichtung Y dreht, diese relativeDrehung der Ausgangswelle 16 beschränkt.
    [0088] Wiees vorstehend beschrieben worden ist, wird die Rotationsphase derNockenwelle 4 zu der mittleren Phase übertragen, in der die Bremskraftgestartet werden kann.
    [0089] Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weistdie Vorspanneinrichtung das Vorspannteil 150, das Steuerungsteil 50,und die Öffnungen 60, 70 sowie 80 auf.Durch Eingriff eines Endes 150b der Torsionsfeder 150 mitder Ausgangswelle 16 wird das Vorspanndrehmoment für die Ausgangswelle 16 durchdie Torsionsfeder 150 erzeugt. Wenn die Rotationsphaseder Ausgangswelle 16 sich zwischen der Phase mit der größten Voreilungund der mittleren Phase befindet, wird ein Vorspannen des Übertragungsteils 42 durchdas Vorspannteil 150 verhindert, und es wird kein Vorspanndrehmomentauf die Ausgangswelle 16 beaufschlagt. Der Eingriffsvorsprung 200 istin einer Funktion, bei der die Übertragungder Vorspannkraft gestoppt wird.
    [0090] Gemäß dem ersten,dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispielsteuert jede VVT-Steuerungsvorrichtungdie Einlassventile in die Nacheilrichtung. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel steuertedie VVT-Steuerungsvorrichtung das Auslassventil in die Voreilrichtung.Gemäß eineranderen Modifikation steuert die VVT-Steuerungsvorrichtung den Ventilzeitverlaufdes Einlassventils in die Voreilrichtung, und steuert den Ventilzeitverlaufdes Auslassventils in die Nacheilrichtung, in der die Maschine sichergestartet werden kann.
    [0091] DasMerkmal gemäß dem drittenAusführungsbeispielkann auf das zweite, vierte und fünfte Ausführungsbeispiel angewandt werden.Das Merkmal des vierten und des fünften Ausführungsbeispiels kann auf daszweite Ausführungsbeispielangewandt werden.
    [0092] Gemäß dem erstenbis zu dem fünftenAusführungsbeispielenwird das Bremsdrehmoment durch die Magnete 39 in der Motorwelle 33 angehobenund wird ein Lastdrehmoment verwendet, jedoch kann das Lastdrehmomentin anderer Weise ohne das Bremsdrehmoment erhöht werden.
    [0093] Wiees vorstehend beschrieben worden ist, steuert eine Vorrichtung zurvariablen Ventilsteuerung (Vorrichtung zur Steuerung eines variablenVentilzeitverlaufs, VVT-Steuerungsvorrichtung)steuert den Ventilzeitverlauf eines Einlassventils. Die Vorrichtungzur Steuerung eines variablen Ventilzeitverlauf 10 weisteine Welle 33, einen Stator 34, der an der Brennkraftmaschinebefestigt ist und ein Magnetfeld um die Welle 33 erzeugt,und einen Rotationsphasenwandler 14, 18, 24 auf,der das der Welle 33 beaufschlagte Drehmoment umwandelt.Wenn der Ventilzeitverlauf sich in dem Zeitverlauf mit der größten Nacheilungbefindet, kann die Brennkraftmaschine gestartet werden. Die Rotationsphasedieses Zeitverlaufs wird als Durchführbarkeitsphase bezeichnet. Wennder Stator 34 die Erzeugung des Magnetfelds stoppt, trittein Lastdrehmoment an der Welle 33 auf. Der Rotationsphasenwandler 14, 18, 24 variiertdie Rotationsphase zu der Durchführbarkeitsphasebei Empfang des Lastdrehmoments aus der Welle 33.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine,wobei die Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung in einem Systemangeordnet ist, in dem das Drehmoment einer antreibenden Welle aufeine angetriebene Welle übertragenwird, wobei eine Öffnungs- und Schließzeitverlaufeines Einlassventils und/oder eines Auslassventils justiert wird,mit einer Rotationswelle (33), die mit der angetriebenen Welleverbunden ist, einem Stator (34), der ein Drehmomentauf die Rotationswelle (33) durch Erzeugen eines Magnetfelds umdie Rotationswelle (33) beaufschlagt, wobei der Stator(34) relativ zu der Brennkraftmaschine fest steht, und einemRotationsphasenwandler (14, 18, 24),der die Rotationsphase der angetrieben Welle (4) relativzu der Antriebswelle umwandelt, wobei, wenn der Stator (4)die Erzeugung des elektromagnetischen Felds stoppt, ein Lastdrehmomentan der Rotationswelle (33) ansteigt, und der Rotationsphasenwandler(14, 18, 24) die Rotationsphase der angetriebenenWelle (4) zu einer Durchführbarkeitsphase in einer Sicherheitsrichtung bei Empfangdes Lastdrehmoment ändert,wobei die Durchführbarkeitsphaseeine Phase ist, in der die Brennkraftmaschine gestartet werden kann.
    [2] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch1, weiterhin mit einem Lager (32), das die angetriebeneWelle (4) drehend stützt.
    [3] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch1 oder 2, wobei die Antriebswelle (4) einen Magneten anderen äußeren Oberfläche aufweist undder Stator eine Spule aufweist, die das Magnetfeld um die Antriebswelle(4) bei Versorgung mit Strom erzeugt.
    [4] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch3, weiterhin mit einer Antriebsschaltung (35), die miteinem Anschluss der Spule (42) verbunden ist und einenStrom der Spule (42) zuführt, wobei die Antriebsschaltung(35) einen elektrischen Kurzschluss zwischen den Anschlüssen (42u, 42v, 42w) erzeugt,wenn die Spule (42) die Erzeugung des Magnetfelds stoppt.
    [5] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach einemder Ansprüche1, 2, 3 oder 4 weiterhin mit einer Steuerungsschaltung (36)und einer Antriebsschaltung (35), die elektrisch mitdem Stator (34) und der Steuerungsschaltung (36)verbunden ist und den Strom dem Stator (34) entsprechendeeinem aus der Steuerungsschaltung (36) empfangenen Signalzuführt,wobei die Antriebsschaltung (35) ein Steuerungsdrehmomentder Rotationswelle (33) durch Selbststeuerung der Zufuhr desStroms beaufschlagt, wenn kein Steuerungssignal aus der Steuerungsschaltung(36) der Antriebsschaltung (35) zugeführt wird,und der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24)die Rotationsphase der angetriebenen Welle (4) in eineSicherheitsphase ändert,wenn das Steuerungsdrehmoment aus der Rotationswelle (33)empfangen wird.
    [6] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine,wobei die Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung in einem Systemangeordnet ist, in dem das Drehmoment einer antreibenden Welle aufeine angetriebene Welle übertragenwird, wobei eine Öffnungs- und Schließzeitverlaufeines Einlassventils und/oder eines Auslassventils justiert wird,mit einer Rotationswelle (33), die mit der antreibenden Welleverbunden ist, einem Stator (34), der ein Drehmomentauf die Rotationswelle (33) durch Erzeugen eines Magnetfelds umdie Rotationswelle (33) beaufschlagt, wobei der Stator(34) relativ zu der Brennkraftmaschine fest steht, und einemRotationsphasenwandler (14, 18, 24),der die Rotationsphase der angetrieben Welle (4) relativzu der antreibenden Welle umwandelt, sowie einer Steuerungsschaltung(36) und einer Antriebsschaltung (35), dieelektrisch mit dem Stator (34) und der Steuerungsschaltung(36) verbunden ist und den Strom dem Stator (34)entsprechende einem aus der Steuerungsschaltung (36) empfangenenSignal zuführt,wobei die Antriebsschaltung (35) ein Steuerungsdrehmomentder Rotationswelle (33) durch Selbststeuerung der Zufuhrdes Stroms beaufschlagt, wenn kein Steuerungssignal aus der Steuerungsschaltung(36) der Antriebsschaltung (35) zugeführt wird,und der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24)die Rotationsphase der angetriebenen Welle (4) in eineSicherheitsphase ändert,wenn das Steuerungsdrehmoment aus der Rotationswelle (33)empfangen wird.
    [7] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch1 oder 6, wobei die Sicherheitsrichtung eine Nacheilrichtung ist.
    [8] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch1 oder 6, wobei die Sicherheitsrichtung eine Voreilrichtung ist.
    [9] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach einemder Ansprüche1 bis 8, wobei der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24)ein antreibendes Rotationsteil, das sich mit der Antriebswelle dreht,ein angetriebenes Teil (16), das sich mit der angetriebenen Welle(4) dreht, und ein Übertragungsrotationsteil aufweist,wobei der Rotationsphasenwandler die Rotationsphase durch Umwandlungder relativen Drehbewegung des Übertragungsrotationsteilsgegenüberdem angetriebenen Rotationsteil in die relative Drehbewegung desangetriebenen Teils (16) gegenüber des antreibenden Rotationsteilsumwandelt.
    [10] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch9, wobei der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24)ein Vorspannteil zum Vorspannen des angetriebenen Teils (18)aufweist, und eine Vorspannrichtung die relative Drehrichtung desangetriebenen Teils (16) in die Sicherheitsrichtung ist.
    [11] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch9, wobei der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24)ein Vorspannteil zum Vorspannen des angetriebenen Teils (18)aufweist, und eine Vorspannrichtung umgekehrt zu der relativen Drehrichtungdes angetriebenen Teils (16) in der Sicherheitsrichtungist.
    [12] Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach Anspruch11, wobei der Rotationsphasenwandler (14, 18, 24)eine Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen des Betriebs derVorspannkraft auf das angetriebene Teil (16) aufweist,wenn die Rotationsphase sich in die Sicherheitsrichtung ändert.
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    同族专利:
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    JP4160491B2|2008-10-01|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2010-06-17| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2016-11-09| R016| Response to examination communication|
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