DE602005002575T2 - Nockenwellenverstellungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Nockenwellenverstellungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, der mit einer Vielzahl von Variierungsmechanismen ausgestattet ist, die eine Ventilkenngröße einer Vielzahl von Verbrennungsmotor-Ventilen jeweils separat ändern.
  • 2. Beschreibung de Standes der Technik
  • Variable Ventilzeitsteuerungsmechanismen werden in Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge und dergleichen weit verbreitet verwendet, um die Verbrennungsmotorleistung zu verbessern, einschließlich der Ausgangsleistung, der Kraftstoffverbrauchs eigenschaften und der Abgaseigenschaften. Ein variabler Ventilzeitsteuerungsmechanismus variiert die Öffnungs- und/oder Schließungszeiten eines Verbrennungsmotor-Ventils, die so genannten Ventilsteuerzeiten, entsprechend der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors. Viele dieser variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen sind antriebsmäßig mit einer Kurbelwelle verbunden, die als Ausgangswelle des Verbrennungsmotors dient, und werden durch hydraulischen Druck angetrieben, der von einer Hydraulikpumpe erzeugt wird, die entsprechend der Drehung der Kurbelwelle arbeitet.
  • In den letzten Jahren wurden Ventilsteuerzeit-Änderungsvorrichtungen vorgeschlagen, die eine Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen bereitstellen. Beispielsweise gibt es eine Vorrichtung, die einen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus wie den oben beschriebenen separat für Einlass- und Auslassventile bereitstellt (siehe beispielsweise die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr.2000-110527 ( JP-A-2000-110527 ), und eine Vorrichtung, die den variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus für Einlassventile und Auslassventile separat in jeder Bank eines V-förmigen Verbrennungsmotors bereitstellt.
  • Normalerweise wird in der oben genannten Ventilsteuerzeit-Änderungsvorrichtung der hydraulische Druck, der von der Hydraulikpumpe erzeugt wird, auf die Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen verteilt zugeführt. Dann arbeitet jeder variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus auf der Basis des zugeführten Hydraulikdrucks. Außerdem wird häufig der Betrieb jedes variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus in der Ventilsteuerzeit-Änderungsvorrichtung synchronisiert, um die Ventilsteuerzeit entsprechend der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors zu ändern.
  • Daher ist es mit der oben genannten Vorrichtung schwierig, während einer Änderung der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors jedem variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus genügend hydraulischen Druck zuzuführen. Außerdem wird dadurch wahrscheinlich das funktionale Ansprechverhalten verschlechtert. In Fällen, in denen eine Hydraulikpumpe mit hoher Ausgangsleistung verwendet wird, um das funktionale Ansprechverhalten zu verbessern, bewirkt eine solche Pumpe eine Vergrößerung und ist daher nicht bevorzugt. WO 2004/011778 offenbart eine Ventilsteuerzeit-Änderungsvorrichtung, in der ein Winkeländerungsmechanismus zur Änderung der Winkelstellung zwischen einer Nockenwelle und einem Ritzel hydraulisch angetrieben wird, wobei der Hydraulikdruckerzeugungsmechanismus elektromagnetisch betätigt wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die genannten Probleme nicht nur in einer Vorrichtung auftreten, die mit einer Vielzahl von mit einer Hydraulikpumpe angetriebenen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen ausgestattet ist, wie oben beschrieben, sondern auch ein anderen Ventilsteuerzeit-Änderungsvorrichtungen, die mit einer Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen ausgestattet sind, die über den gleichen Antriebsstrang angetrieben werden, wie eine Vielzahl von elektrisch angetriebenen Ventilzeitsteuerungsmechanismen. Beispielsweise offenbart US 5,417,186 eine Phasensteuerungsvorrichtung zur Änderung der Drehphase von zwei Elementen einer Nockenwellenbaugruppe, wobei die Vorrichtung eine elektrische Leistungsquelle einschließt. Ferner betrifft die obige Beschreibung einen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus, der eine Ventilsteuerzeit ändert; jedoch schließt der Stand der Technik auch den ein, der im Wesentlichen das gleiche Problem in einem Variierungsmechanismus hat, der eine so genannte Ventilkenngröße, beispielsweise einen Hubbetrag oder dergleichen, ändert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die in der Lage ist, eine Verschlechterung des funktionalen Ansprechverhaltens in jedem von den vielen Variierungsmechanismen zu verhindern.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor. Die Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung weist Folgendes auf: eine erste mechanische Gruppe, die mindestens einen ersten Variierungsmechanismus einschließt, der eine Ventilkenngröße mindestens eines ersten Verbrennungsmotor-Ventils ändert; eine zweite mechanische Gruppe, die mindestens einen zweiten Variierungsmechanismus einschließt, der eine Ventilkenngröße mindestens eines zweiten Verbrennungsmotor-Ventils ändert; eine erste Leistungsquellengruppe, die mindestens eine erste Leistungsquelle für die erste mechanische Gruppe einschließt und eine zweite Leistungsquellengruppe, die mindestens eine zweite Leistungsquelle für die zweite mechanische Gruppe einschließt.
  • Die erste Leistungsquelle liefert Leistung zur ersten mechanischen Gruppe und liefert keine Leistung zur zweiten mechanischen Gruppe. Die zweite Leistungsquelle liefert Leistung zur zweiten mechanischen Gruppe und liefert keine Leistung zur ersten mechanischen Gruppe.
  • Die Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung kann drei oder mehr mechanische Gruppen und Leistungsquellen aufweisen, beispielsweise erste bis dritte mechanische Gruppen und erste bis dritte Leistungsquellen, oder erste bis vierte mechanische Gruppen und erste bis vierte Leistungsquellen.
  • Die erste mechanische Gruppe kann ein Variierungsmechanismus sein. Die zweite mechanische Gruppe kann ein Variierungsmechanismus sein.
  • Gemäß der Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung kann eine solche Konstruktion im Vergleich zu einer Konstruktion, die eine Vielzahl von Variierungsmechanismen mit einer gemeinsamen Leistungsquelle antreibt, die Leistung, die von den einzelnen Variierungsmechanismen benötigt wird, durch die einzelnen Leistungsquellen ohne Weiteres sicherstellen. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung des funktionalen Ansprechverhaltens in jedem von den vielen Variierungsmechanismen angemessen zu unterdrücken.
  • Die Art der ersten Leistungsquelle unterscheidet sich von der Art der zweiten Leistungsquelle.
  • Gemäß einer solchen Konstruktion werden unterschiedliche Leistungsquellen verwendet, und daher kann eine geeignete Leistungsquelle entsprechend der Antwort, die für die Änderung einer Ventilkenngröße jedes einzelnen Ventils erforderlich ist, beispielsweise eine Hydraulikpumpe, eine pneumatische Pumpe oder eine Speicherbatterie, als Leistungsquelle für die einzelnen Variierungsmechanismen ausgewählt werden.
  • In der Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung kann das erste Verbrennungsmotor-Ventil ein Einlassventil sein, das zweite Verbrennungsmotor-Ventil kann ein Auslassventil sein und der erste Variierungsmechanismus kann ein einlassseitiger Variierungsmechanismus sein, der eine Ventilkenngröße des Einlassventils ändert, und der zweite Variierungsmechanismus kann, ein auslassseitiger Variierungsmechanismus sein, der eine Ventilkenngröße des Auslassventils ändert.
  • Gemäß einer solchen Konstruktion verwenden der einlassseitige Variierungsmechanismus und der auslassseitige Variierungsmechanismus jeweils eine entsprechende Leistungsquellengruppe. Daher kann die Antriebskraft, die von den einzelnen Variierungsmechanismen benötigt wird, in angemessener Höhe von den jeweiligen Leistungsquellengruppen erzeugt werden. Somit kann eine Ansprechverzögerung, die im Zusammenhang mit Variationen der Ventilkenngrößen, die durch die Variierungsmechanismen geändert werden, erzeugt wird, weitestgehend unterdrückt werden. Es ist auch möglich, eine aktuelle Ventilkenngröße schnell einer Soll-Kenngröße anzunähern. Genauer sind, wenn jede der mechanischen Gruppen einen eigenen Variierungsmechanismus darstellt, die Einlass- und Auslasskenngrößen verbessert, da jeweils geeignete Leistungsquellengruppen entsprechend dem Ansprechverhalten, das vom Einlassventil und vom Auslassventil benötigt wird, ausgewählt werden.
  • In der Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor kann die erste Leistungsquelle eine Leistung erzeugen, die nicht von der Verbrennungsmotordrehzahl abhängt. Eine maximale Leistung der ersten Leistungsquelle muss nicht von einer Verbrennungsmotordrehzahl abhängen.
  • Der Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors tendiert in einer Region einer niedrigen Verbrennungsmotordrehzahl, beispielsweise beim Starten des Verbrennungsmotors, im Gegensatz zu einer Region einer hohen Verbrennungsmotordrehzahl, zur Instabilität. Somit sind die Variation einer Ansaugluftmenge und einer Zufuhrzeit durch die Ventilkenngröße des Einlassventils, ebenso wie der Zufuhrmodus der angesaugten Luft wichtige Faktoren für die Stabilisierung eines solch instabilen Verbrennungszustands. Somit kann in einer Konstruktion mit einer ersten Leistungsquelle für einen einlassseitigen, die Ventilkenngröße des Einlassventils ändernden Variierungsmechanismus, die eine Leistung erzeugt, die abhängig von der Verbrennungsmotordrehzahl variiert wird, in einer Region einer niedrigen Verbrennungsmotordrehzahl eine ungenügende Leistungserzeugung der Leistungsquelle bewirkt werden. Infolgedessen kann die Leistung, die benötigt wird, um die gewünschte Antriebskraft zu erzeugen, von der Leistungsquellengruppe nicht erzeugt werden, und der Verbrennungszustand des Ver brennungsmotors kann aufgrund von Beschränkungen einer Ansprechgeschwindigkeit bei Variierung der Ventilkenngröße instabil werden.
  • In Fällen, wo die Leistungsquelle, die Leistung erzeugt, die nicht von der Verbrennungsmotordrehzahl abhängt, als die erste Leistungsquelle für den genannten einlassseitigen Variierungsmechanismus verwenden wird, kann die Ansprechgeschwindigkeit, die nötig ist, um die Ventilkenngröße zu ändern, auch in einer Region einer niedrigen Verbrennungsmotordrehzahl zu ändern, sichergestellt werden, was zu einem stabilen Verbrennungszustand führt.
  • Man beachte, dass, wenn eine Leistungsquelle, die nicht von der Verbrennungsmotordrehzahl abhängig ist, als erste Leistungsquellengruppe für den genannten einlassseitigen Variierungsmechanismus verwendet wird, vorzugsweise ein einlassseitiger Variierungsmechanismus mit einem Elektromotor, der die Ventilkenngröße ändert, sowie eine Speicherbatterie, die elektrische Leistung zum Elektromotor liefert, als erste Leistungsquellengruppe für den einlassseitigen Variierungsmechanismus verwendet werden.
  • Entsprechend einer solchen Konstruktion wird Energie vorab in der Speicherbatterie gespeichert, wodurch gewährleistet ist, dass die maximale erzeugte Leistung unabhängig von der Verbrennungsmotordrehzahl sichergestellt wird.
  • Ferner kann in der Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung die zweite Leistungsquelle für den auslassseitigen Variierungsmechanismus eine Hydraulikpumpe sein, die mit einer Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung angetrieben wird.
  • Die Ventilkenngröße des Auslassventils ist ein Faktor, der einen erheblichen Einfluss auf den Abgaswirkungsgrad des Verbrennungsmotors hat. Die Verbesserung dieses Abgaswirkungsgrads ist besonders für die Region einer hohen Motordrehzahl bevorzugt, da die Gesamtmenge des Abgases größer ist.
  • Angesichts dessen wird gemäß dieser Konstruktion der auslassseitige Variierungsmechanismus von einer Hydraulikpumpe angetrieben, die als Leistungsquelle dient, die wiederum mit der Ausgangsleistung vom Verbrennungsmotor angetrieben wird. Somit wird eine ausreichende Ausgangsleistung der Hydraulikpumpe in einer Region einer hohen Motordrehzahl sichergestellt, d.h. wenn sich die Verbrennungsmotor-Ausgangswelle mit hoher Geschwindigkeit dreht. Infolgedessen wird ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten sichergestellt, wenn die Ventilkenngröße des Auslassventils in einer Region einer hohen Motordrehzahl geändert wird, wo die Verbesserung des Abgaswirkungsgrads gewünscht ist.
  • Die Verwendung einer Pumpe für Schmieröl, die Schmieröl unter Druck zum Verbrennungsmotor-Schmiersystem liefert, als Hydraulikpumpe, die mit der Ausgangsleistung vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist bevorzugt, um eine Multifunktionalität von Komponenten der Verbrennungsmotorkonstruktion und damit eine Verkleinerung der Verbrennungsmotorkonstruktion zu ermöglichen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass „Ventilkenngröße" sich auf Einlassventil- und Auslassventil-Kenngrößen beziehen kann, wie eine Öffnungssteuerzeit, eine Schließungssteuerzeit, einen Hubbetrag und dergleichen oder eine Kombination davon. Ein Beispiel für die Änderung einer Kombination von diesen als Ventilkenngröße ist die gleichzeitige Änderung sowohl der Öffnungssteuerzeit als auch der Schließungssteuerzeit jedes Ventils.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitende Zeichnung deutlich, wobei gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und worin:
  • 1 ein Blockschema ist, das einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung zeigt;
  • 2 eine schräge perspektivische Zeichnung ist, die eine schräge Sicht auf einen Aufbau eines einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus in dieser Ausführungsform zeigt;
  • 3 eine Querschnittszeichnung ist, die eine Querschnittskonstruktion des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus zeigt;
  • 4 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion eines auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus und eines zugehörigen Hydraulikkreises in dieser Ausführungsform zeigt;
  • 5 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;
  • 6 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;
  • 7 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;
  • 8 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt;
  • 9 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt; und
  • 10 ein Blockschema ist, das schematisch die Konstruktion einer Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird eine Beschreibung einer Ausführungsform gegeben, die eine Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor gemäß der Erfindung spezifiziert.
  • 1 zeigt schematisch die Konstruktion eines Verbrennungsmotorsystems, auf das diese Ausführungsform angewendet wird.
  • Wie in 1 dargestellt, ist eine Kurbelscheibe 12 integral und drehbar an einem Ende einer Kurbelwelle 11 befestigt, die als Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors 10 dient. Die Kurbelscheibe 12 ist antriebsmäßig über einen Steuerriemen 17 mit einer einlassseitigen Nockenscheibe 14, die an einem Ende einer einlassseitigen Nockenwelle 13 angeordnet ist, und einer auslassseitigen Nockenscheibe 16, die an einem Ende einer auslassseitigen Nockenwelle 15 angeordnet ist, verbunden.
  • Die einlassseitige Nockenscheibe 14 ist über einen einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 mit der einlassseitigen Nockenwelle 13 verbunden. Ferner ist die auslassseitige Nockenscheibe 16 über einen auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 mit der auslassseitigen Nockenwelle 15 verbunden. In dieser Ausführungsform dient der einlassseitige variable Ventilzeitsteuerungs mechanismus 30 als einlassseitiger Variierungsmechanismus und der auslassseitige Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 dient als auslassseitiger Variierungsmechanismus. Außerdem werden sowohl eine Öffnungssteuerzeit als auch eine Schließungssteuerzeit eines Einlassventils durch den einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 gleichzeitig mit der Variierung einer Öffnungssteuerzeit und einer Schließungssteuerzeit eines Auslassventils durch den auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 variiert. Es sei darauf hingewiesen, dass die speziellen Konstruktionen des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 und des auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 später beschrieben werden.
  • Dabei ist die Kurbelwelle 11 auch antriebsmäßig über den Steuerriemen 17 mit einer Hydraulikpumpe 20 und einem Alternator 21 verbunden. Der hydraulische Druck, der von der Hydraulikpumpe 20 erzeugt wird, wird einem Verbrennungsmotor-Schmiersystem und jedem Schmierabschnitt des Verbrennungsmotors 10 zugeführt. Ferner wird elektrische Leistung, die vom Alternator 21 erzeugt wird, in einer Speicherbatterie 22 gespeichert und verschiedenen elektrischen Bauteilen des Verbrennungsmotors 10 zugeführt.
  • Das oben genannte Verbrennungsmotorsystem weist verschiedene Sensoren auf, um Informationen, die für die Steuerung des Verbrennungsmotors notwendig sind, zu erfassen. Diese vorgesehenen Sensoren schließen beispielsweise einen Kurbelsensor zur Erfassung einer Drehphase der Kurbelwelle 11, einen Positionssensor zur Erfassung einer Ventilsteuerzeit des Einlassventils (im Folgenden als Einlassventil-Steuerzeit bezeichnet) und einen Positionssensor für die Erfassung einer Ventilsteuerzeit des Auslassventils (im Folgenden als Auslassventil-Steuerzeit bezeichnet) ein.
  • Ferner weist das genannten Verbrennungsmotorsystem eine elektronische Steuereinheit 23 auf, die einen Mikrorechner oder dergleichen einschließt. Die elektronische Steuereinheit 23 empfängt Erfassungssignale von den verschiedenen Sensoren und führt verschiedene Berechnungen durch. Auf der Basis der Rechenergebnisse führt die elektronische Steuereinheit 23 verschiedene Steuerungen durch, die die Steuerung des Verbrennungsmotors betreffen. Es sei darauf hingewiesen, dass die elektronische Steuereinheit 23 eine Betriebssteuerung des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 und eine Betriebssteuerung des auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 als Aspekte einer solchen Verbrennungsmotorsteuerung durchführt.
  • In dieser Ausführungsform sind der einlassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 und der auslassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 so ausgelegt, dass sie voneinander unabhängige und separate Leistungsquellen verwenden, was den nachstehend angegebenen Grund hat.
  • Im Vergleich zu einer Region einer hohen Motordrehzahl tendiert der Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors 10 in einer Region einer niedrigen Motordrehzahl, beispielsweise beim Starten des Motors, zur Instabilität. Somit sind die Variierung einer Ansaugluftmenge und einer Zufuhrzeit durch die Einlassventil-Zeitsteuerung, ebenso wie der Zufuhrmodus einer angesaugten Luft wichtige Faktoren bei der Stabilisierung eines solch instabilen Verbrennungszustands. Somit kann die Verwendung einer Art eines variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus, der von einer Leistungsquelle in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors angetrieben wird, als variabler Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 zu einer ungenügenden Höchstleistungserzeugung der Leistungsquelle in einer Region einer niedrigen Motordrehzahl führen. Infolgedessen kann die gewünschte Antriebskraft nicht erzeugt werden, und der Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors 10 kann aufgrund der Beschränkungen einer Ansprechgeschwindigkeit bei Variieren der Steuerzeit des Einlassventils instabil werden.
  • Angesichts der genannten Umstände verwendet diese Ausführungsform einen Antriebsstrang, der von einer Leistungsquelle angetrieben wird, deren maximal erzeugte Leistung nicht von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängt, als den Antriebsstrang zum Antreiben des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30. Genauer verwendet diese Ausführungsform einen elektrischen Antriebsstrang, der von einem Elektromotor 35 mit einer Speicherbatterie 22 als Leistungsquelle angetrieben wird. Somit kann auch die Ansprechgeschwindigkeit, die nötig ist, um die Einlassventil-Steuerzeit in einer Region einer niedrigen Motordrehzahl zu ändern, sichergestellt werden, was zu einem stabilen Verbrennungszustand im Verbrennungsmotor führt.
  • Dabei ist die Auslassventil-Steuerzeit ein Faktor, der einen erheblichen Einfluss auf den Abgaswirkungsgrad des Verbrennungsmotors 10 hat. Die Verbesserung dieses Abgaswirkungsgrads ist besonders für eine Region einer hohen Motordrehzahl wünschenswert, da die Gesamtmenge des Abgases größer ist.
  • Diese Tatsache wird in dieser Ausführungsform berücksichtigt, in der ein Hydraulikdruck-Antriebsstrang, in der die Hydraulische Pumpe 20 als Leistungsquelle dient, als Antriebsstrang zum Antreiben des auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 verwendet wird. Somit ist eine ausreichende Ausgangsleistung der Hydraulikpumpe 20 in einer Region einer hohen Motordrehzahl sichergestellt, d.h. wenn die Kurbelwelle 11 sich mit hoher Geschwindigkeit dreht. Infolgedessen ist ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten sichergestellt, wenn die Auslassventil-Steuerzeit in einer Region einer hohen Motordrehzahl geändert wird, wo die Verbesserung des Abgaswirkungsgrads gewünscht wird.
  • Im Folgenden werden die speziellen Konstruktionen des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 und des auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 beschrieben.
  • Zunächst wird die spezielle Konstruktion des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 beschrieben.
  • 2 zeigt eine schräge Sicht auf die Konstruktion des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30.
  • Wie in 3 dargestellt, ist die einlassseitige Nockenscheibe 14 über ein Lager 31 drehbar in Bezug auf die einlassseitige Nockenwelle 13 vorgesehen.
  • Der einlassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 weist ein festes Zahnrad 32 auf, das an der einlassseitigen Nockenwelle 13 festgelegt ist, ein festes Zahnrad 33, das mit der einlassseitigen Nockenscheibe 14 ausgebildet ist, und einen Kolbentrieb 34, der zwischen den festen Zahnrädern 32, 33 vorgesehen ist.
  • Die festen Zahnräder 32, 33 sind beide in Zylinderform ausgebildet. Die festen Zahnräder 32, 33 sind jeweils so angeordnet, dass das feste Zahnrad 33 die Außenseite des festen Zahnrads 32 mit einem vorgegebenen Abstand umgibt. Am Außenumfang des festen Zahnrads 32 und am Innenumfang des festen Zahnrads 33 sind jeweils spiralartig angeordnet Zähne ausgebildet. Die Richtung der spiralartig angeordneten Zähne, die am Außenumfang des festen Zahnrads 32 ausgebildet sind, ist der Richtung der spiralartig angeordneten Zähne, die am Innenumfang des festen Zahnrads 33 ausgebildet sind, entgegengesetzt.
  • Der Kolbentrieb 34 ist zwischen den festen Zahnrädern 32, 33 beweglich in axialer Richtung der einlassseitigen Nockenwelle 13 angeordnet. Am Innenumfang und ein Außenumfang des Kolbentriebs 34 sind jeweils spiralförmig angeordnete Zähne ausgebildet, die jeweils in die spiralförmig angeordneten Zähne des Außenumfangs des festen Zahnrads 32 und in die spiralförmig angeordneten Zähen des Innenumfangs des festen Zahnrads 33 eingreifen.
  • Somit führt die Bewegung des Kolbentriebs 34 zu einer relativen Drehung beider festen Zahnräder 32, 33 in entgegengesetzte Richtungen entlang der Zahnreihen der spiralartig angeordneten Zähne des Kolbentriebs 34. Dadurch sind Änderungen der relativen Drehphase der einlassseitigen Nockenwelle 13 in Bezug auf die einlassseitige Nockenscheibe 14 möglich.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass ein Elektromotor 35 zum Bewegen des Kolbentriebs 34 im einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 vorgesehen ist. Der Elektromotor 35 ist mit dem Kolbentrieb 34 über ein Zahnrad, ein Lager oder dergleichen verbunden. Eine Positionssteuerung des Kolbentriebs 34 wird durch die Betriebssteuerung des Elektromotors 35 durchgeführt, wodurch die relative Drehphase der einlassseitigen Nockenwelle 13 und darüber hinaus die Einlassventil-Steuerzeit geändert werden.
  • Die oben genannte Ventilzeitsteuerung wird genauer wie folgt durchgeführt.
  • Auf der Basis der Erfassungssignale von verschiedenen Sensoren berechnet die elektronische Steuereinheit 23 eine Ventilsteuerzeit (Soll-Ventilsteuerzeit) des Einlassventils, die sich für die aktuelle Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors eignet. In Fällen, wo die Soll-Ventilsteuerzeit sich von der tatsächlichen Einlassventil-Steuerzeit unterscheidet, führt die elektronische Steuereinheit 23 eine Betriebssteuerung des Elektromotors 35 aus, um den Kolbentrieb 34 in eine Richtung zu bewegen, die den Unterschied verkleinert. Somit dreht sich das feste Zahnrad 32 relativ zum festen Zahnrad 33, was zu einer Anpassung der Einlassventil-Steuerzeit führt.
  • Nach der oben beschriebenen Anpassung führt die elektronische Steuereinheit 23 eine Betriebssteuerung des Elektromotors 35 durch, um die Bewegung des Kolbentriebs 34 anzuhalten, sobald die Soll-Ventilsteuerzeit und die tatsächliche Ventilsteuerzeit zusammenfallen. Somit wird die relative Drehphase des festen Zahnrads 32 und damit auch die Einlassventil-Steuerzeit beibehalten.
  • Nun wird der Aufbau des auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 (1) ausführlich beschrieben.
  • Der auslassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 ändert eine Beziehung zwischen der Drehphase der auslassseitigen Nockenwelle 15 und der Drehphase der auslassseitigen Nockenscheibe 16 (genauer der Kurbelwelle 11). Dadurch wird eine Drehphase eines Nockens, der auf der auslassseitigen Nockenwelle 15 vorgesehen ist, geändert, und damit auch die Auslassventil-Steuerzeit des Auslassventils, das durch den Nocken angetrieben wird.
  • 4 zeigt schematisch die Konstruktion des auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 und einen zugehörigen Hydraulikkreis.
  • Wie in 4 dargestellt, schließt der auslassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 ein im Wesentlichen torisches Gehäuse 41 und einen Flügelkörper 42, der darin untergebracht ist, ein. Der Flügelkörper 42 ist fest und drehbar mit der auslassseitigen Nockenwelle 15 verbunden, und das Gehäuse 41 ist fest und drehbar mit der auslassseitigen Nockenscheibe 16 verbunden.
  • Eine Vielzahl von Flügeln 43 sind am Außenrand des Flügelkörpers 42 ausgebildet und verlaufen in radialer Richtung von diesem weg. Außerdem ist eine Vielzahl von Nuten 44 an einem Innenumfang des Gehäuses 41 ausgebildet und verlaufen in dessen Umfangsrichtung. Die Flügel 43 sind jeweils in den Nuten 44 angeordnet. Eine beschleunigungsseitige Druckkammer 45 und eine verzögerungsseitige Druckkammer 46 sind jeweils in den einzelnen Nuten 44 angeordnet, wie von den Flügeln 43 definiert.
  • Die beschleunigungsseitige Druckkammer 45 und die verzögerungsseitige Druckkammer 46 sind über entsprechende und geeignete Ölleitungen mit einem hydraulischen Steuerventil 24 verbunden. Hydraulikdruck, der von der Hydraulikpumpe 20 erzeugt wird, wird dem hydraulischen Steuerventil 24 zugeführt. Auf der Basis eines Signals, das von der elektronischen Steuereinheit 23 eingegeben wird, arbeitet das hydraulische Steuerventil 24, um Hydraulikdruck in die beschleunigungsseitige Druckkammer 45 oder die verzögerungsseitige Druckkammer 46 zu liefern und Hydrauliköl aus dem Inneren der beschleunigungsseitigen Druckkammer 45 oder der verzögerungsseitigen Druckkammer 46 auszutragen. Somit wird die relative Drehphase des Flügels 43 in der Nut 44 abhängig von dem Unterschied des Hydraulikdrucks in der beschleunigungsseitigen Druckkammer 45 und der verzögerungsseitigen Druckkammer 46, die zu beiden Seiten des Flügels 43 ausgebildet sind, auf eine gewünschte Phase gebracht. Der Flügelkörper 42 dreht sich infolgedessen relativ zum Gehäuse 41, wodurch die relative Drehphase der auslassseitigen Nockenwelle 15 in Bezug auf die auslassseitige Nockenscheibe 16 und damit auch die Auslassventil-Steuerzeit geändert wird.
  • Die oben genannte Ventilzeitsteuerung wird genauer wie folgt durchgeführt.
  • Auf der Basis der Erfassungssignale der verschiedenen Sensoren berechnet die elektronische Steuereinheit 23 eine Ventilsteuerzeit (Soll-Ventilsteuerzeit) des Auslassventils, die sich für die aktuelle Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors eignet.
  • In Fällen, wo die Soll-Ventilsteuerzeit sich von der tatsächlichen Ventilsteuerzeit unterscheidet, führt die elektronische Steuereinheit 23 eine Betriebssteuerung des hydraulischen Steuerventils 24 aus, um Hydrauliköl entweder aus der beschleunigungsseitigen Druckkammer 45 oder der verzögerungsseitigen Druckkammer 46 auszutragen und Hydraulikdruck, der von der Hydraulikpumpe 20 erzeugt wird, zur anderen Kammer zu liefern. Somit dreht sich der Flügel 42 relativ zum Gehäuse 41 gemäß dem erzeugten Druckunterschied zwischen der beschleunigungsseitigen Druckkammer 45 und der verzögerungsseitigen Druckkammer 46, was zu einer Anpassung der Auslassventil-Steuerzeit führt.
  • Nach der oben beschriebenen Anpassung führt die elektronische Steuereinheit 23 eine Betriebssteuerung des hydraulischen Steuerventils 24 durch, um die Zufuhr oder Abfuhr von Hydrauliköl zur bzw. von der beschleunigungsseitigen Druckkammer 45 und zur bzw. von der verzögerungsseitigen Druckkammer 46 anzuhalten, sobald die Soll-Ventilsteuerzeit und die tatsächliche Ventilsteuerzeit zusammenfallen. Somit wird der Druck der beschleunigungsseitigen Druckkammer 45 und der verzögerungsseitigen Druckkammer 46 gleich gehalten, wodurch die relative Drehphase des Flügelkörpers 42 und damit auch die Auslassventil-Steuerzeit beibehalten werden.
  • Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.
    • (1) Der einlassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 und der auslassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 sind mechanisch so ausgelegt, dass sie voneinander unabhängige und separate Leistungsquellen verwenden. Daher kann die Antriebskraft, die von den Mechanismen 30, 40 benötigt wird, in ausreichender Menge von der jeweiligen Leistungsquelle erzeugt werden, im Gegensatz zu Konstruktionen, die den einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 und den auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 mit einer gemeinsamen Leistungsquelle antreiben. Somit kann eine Verschlechterung des funktionalen Ansprechverhaltens der Mechanismen 30, 40 weitestgehend unterdrückt werden. Dadurch können auch eine Antwortverzögerung im Hinblick auf Variationen der Einlassventil-Steuerzeit und der Auslassventil-Steuerzeit, die durch die Mechanismen 30, 40 geändert werden, vermieden werden. Es ist auch möglich, eine tatsächliche Ventilsteuerzeit schnell einer Soll-Steuerzeit anzunähern.
    • (2) Ferner können die Einlass- und Auslasskenngrößen verbessert werden, da unterschiedliche Leistungsquellen als geeignete Leistungsquellen ausgewählt werden, die jeweils dem Ansprechverhalten entsprechen, das vom Einlassventil und vom Auslassventil verlangt wird.
    • (3) Die Speicherbatterie 22 wird als Leistungsquelle für den einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 verwendet. Die Vorabspeicherung einer Energie, die vom Alternator 21 erzeugt wird, gewährleistet somit, dass die maximal erzeugte Leistung unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors sichergestellt wird, und gewährleistet auch, dass die Ansprechgeschwindigkeit, die für die Änderung der Einlassventil-Steuerzeit in einer Region einer niedrigen Motordrehzahl erforderlich ist, sichergestellt ist. Damit ist es außerdem möglich, den Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors zu stabilisieren.
    • (4) Die Hydraulische Pumpe 20 wird als Leistungsquelle für den auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 verwendet, wodurch gewährleistet ist, dass ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten für die Änderung der Auslassventil-Steuerzeit in einer Region einer hohen Motordrehzahl sichergestellt ist, wo eine Verbesserung des Abgaswirkungsgrades gewünscht ist.
    • (5) Da eine Pumpe für Schmieröl als Hydraulikpumpe 20 verwendet wird, die Schmieröl unter Druck zum Schmiersystem des Verbrennungsmotors 10 liefert, ist auch eine Multifunktionalität von Komponenten des Verbrennungsmotoraufbaus und damit auch eine Verkleinerung des Verbrennungsmotoraufbaus möglich.
  • Der Aufbau der oben ausführlich beschriebenen Ausführungsform kann auch wie folgt modifiziert werden.
  • Im einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 der oben genannten Ausführungsform wird der Kolbentrieb 34 relativ zu den festen Zahnräder 32, 33 über die Betriebssteuerung des Elektromotors 35 bewegt, wodurch die relative Drehphase der einlassseitigen Nockenwelle 13 in Bezug auf die einlassseitige Nockenscheibe 14 geändert wird. Wenn die relative Drehphase modifiziert werden kann, beispielsweise wenn die einlassseitige Nockenwelle 13 direkt von einem Elektromotor oder dergleichen gedreht wird, kann der Aufbau des einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus auf geeignete Weise modifiziert werden.
  • Wenn der einlassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 ein Mechanismus ist, der die Speicherbatterie 22 als Leistungsquelle nutzt, ist der Mechanismus außerdem nicht auf die Betätigung durch einen Elektromotor beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Mechanismus, der von einem anderen elektrischen Stellglied, wie einer elektrischen Hydraulikpumpe, einer elektromagnetischen Kupplung, einer elektromagnetischen Bremse oder dergleichen, betätigt wird, verwendet werden.
  • In der genannten Ausführungsform wird ein Mechanismus, der die Hydraulikpumpe 20 nutzt, die Schmieröl unter Druck zum Schmiersystem des Verbrennungsmotors 10 liefert, als der auslassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 verwendet. Solange eine Hydraulikpumpe eines Typs, der vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, verwendet wird, kann jedoch auch eine Hydraulikpumpe, die Hydraulikdruck für die Betätigung anderer Hydraulikeinheiten, eine Hydraulikpumpe, die ausschließlich für den genannten Zweck vorgesehen ist, oder dergleichen anstelle der Hydraulikpumpe 20 verwendet werden. Eine Hydraulikpumpe, die Hydraulikdruck für die Betätigung und Schmierung eines Getriebes erzeugt, kann auch in einer Vorrichtung verwendet werden, die in einem Fahrzeug mit Getriebe installiert ist. Ferner ist die Art der Pumpe nicht auf eine Hydraulikpumpe beschränkt, und es kann auch eine Fluiddruckpumpe, die eine anderes Fluid als Öl, wie beispielsweise Luft, Wasser oder dergleichen, abgibt, verwendet werden.
  • Wenn das funktionale Ansprechverhalten der Mechanismen 30, 40 sichergestellt werden kann, kann es sich bei dem einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 30 auch um einen Mechanismus handeln, der eine Fluiddruckpumpe eines Typs, der vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, als Leistungsquelle nutzt. Ferner kann der auslassseitige variable Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 ein Mechanismus sein, der die Speicherbatterie 22 als Leistungsquelle verwendet. Die Verwendung unterschiedlicher Leistungsquellen, wie einer Hydraulikpumpe, einer pneumatischen Pumpe, der Speicherbatterie 22 oder dergleichen, als Leistungsquellen der Mechanismen 30, 40 ermöglicht die Auswahl einer geeigneten Leistungsquelle entsprechend dem Ansprechverhalten, das für die Änderung der Ventilsteuerzeit des Einlassventils und des Auslassventils erforderlich ist. Somit können Einlass- und Auslasskenngrößen verbessert werden.
  • Die Mechanismen 30, 40 können auch Mechanismen sein, die sowohl Speicherbatterien 22 oder Fluiddruckpumpen als Leistungsquelle verwenden. Wenn zwei Leistungsquellen in einer Konstruktion vorgesehen sind, kann beispielsweise eine Leistungsquelle entsprechend dem einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmecha nismus 30 vorgesehen sein, und die andere Leistungsquelle kann entsprechend dem auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus 40 vorgesehen sein. Die in (1) beschriebene Wirkung kann mit dieser Konstruktion ebenfalls erhalten werden.
  • Die Erfindung kann auch auf eine Vorrichtung mit einer Vielzahl von einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen und auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen angewendet werden. Wie in 5 dargestellt, können in einer solchen Konstruktion jeweils unabhängige und separate Leistungsquellen vorgesehen werden. Eine Leistungsquelle entspricht einer Vielzahl von einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen. Eine andere Leistungsquelle entspricht einer Vielzahl von auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen. Außerdem können, wie in 6 dargestellt, unabhängige und separate Leistungsquellen auch jeweils entsprechend jedem einzelnen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus vorgesehen werden.
  • Ferner ist die Erfindung nicht auf eine Konstruktion mit sowohl einem einlassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus als auch einem auslassseitigen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismus beschränkt. Die Erfindung ist auf jede Konstruktion anwendbar, solange diese eine Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen aufweist. Beispielsweise kann, wie in 7 und 8 dargestellt, eine Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen in eine Vielzahl von mechanischen Gruppen unterteilt sein. Eine oder mehrere unabhängige und separate Leistungsquellen sind für jede mechanische Gruppe in der Konstruktion vorgesehen. Man beachte, dass es in einem solchen Fall, wie in 9 dargestellt, möglich ist, die Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen in eine Konfiguration mit einzelnen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen und eine mechanische Gruppe, die aus einer Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen gebildet ist, zu unterteilen. Im Vergleich zu einer Konstruktion, die eine Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen mit einer gemeinsamen Leistungsquelle antreibt, kann eine solche Konstruktion die Leistung, die von den einzelnen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen gefordert wird, durch separat vorgesehene unabhängige Leistungsquellen leicht sicherstellen. Es ist somit möglich, eine Verschlechterung des funktionalen Ansprechverhaltens jeder der vielen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen auf geeignete Weise zu verhindern.
  • Die Erfindung ist auch auf einen Reihen-Verbrennungsmotor mit nur einer Bank anwendbar, ebenso wie auf einen Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Bänken, wie einen V-förmigen Verbrennungsmotor, einen horizontal gegenüber angeordneten Verbrennungsmotor oder dergleichen. In einem Verbrennungsmotor mit einer Vielzahl von Bänken sind mehr variable Ventilzeitsteuerungsmechanismen vorgesehen, da variable Ventilzeitsteuerungsmechanismen an jeder Bank vorgesehen werden müssen, wodurch die Gefahr einer Verschlechterung des funktionalen Ansprechverhaltens, wie es oben beschrieben wurde, verringert wird. Entsprechend dem genannten Aufbau ist es in einem solchen Aufbau möglich, jede Ventilsteuerzeit schnell einer Soll-Ventilsteuerzeit anzunähern. Eine Konfiguration, in der unabhängige und separate Leistungsquellen vorgesehen sind und jede der Leistungsquellen für jede Bank als Leistungsquelle der variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen vorgesehen ist, ist ein weiteres Beispiel des genannten Aufbaus.
  • Wie in 10 dargestellt, ist die Erfindung auch auf eine Vorrichtung anwendbar, in der eine Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen entsprechend einem Satz, der aus einer Nockenwelle und einer Nockenscheibe besteht, vorgesehen sind. In einem solchen Aufbau kann der Steuermodus so eingestellt werden, dass die Vielzahl von variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen durch unabhängige und separate Leistungsquellen, von denen jede den einzelnen variablen Ventilzeitsteuerungsmechanismen entspricht, angetrieben wird, wenn die Gefahr besteht, das das funktionale Ansprechverhalten verschlechtert wird.
  • Die Erfindung ist auf jeden Verbrennungsmotor anwendbar, der mit einer Vielzahl von Variierungsmechanismen ausgestattet ist, von denen jeder eine Ventilkenngröße einer Vielzahl von Verbrennungsmotor-Ventilen ändert. Es sei auch darauf hingewiesen, dass eine „Ventilkenngröße" genauer eine Einlassventil- und eine Auslassventil-Kenn größe bezeichnen kann, wie eine Öffnungssteuerzeit, eine Schließungssteuerzeit, einen Hubbetrag und dergleichen, oder eine beliebige Kombination davon.

Claims (11)

  1. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die Folgendes aufweist: eine erste mechanische Gruppe (30), die mindestens einen ersten Variierungsmechanismus einschließt, der eine Ventilkenngröße mindestens eines ersten Verbrennungsmotor-Ventils ändert; eine zweite mechanische Gruppe (40), die mindestens einen zweiten Variierungsmechanismus einschließt, der eine Ventilkenngröße mindestens eines zweiten Verbrennungsmotor-Ventils ändert; eine erste Leistungsquellengruppe (22), die mindestens eine erste Leistungsquelle für die erste mechanische Gruppe (30) einschließt; und eine zweite Leistungsquellengruppe (20), die mindestens eine zweite Leistungsquelle für die zweite mechanische Gruppe (40) einschließt; dadurch gekennzeichnet, dass die Art der ersten Leistungsquelle (22) sich von der Art der zweiten Leistungsquelle (20) unterscheidet.
  2. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste mechanische Variierungsgruppe (30) ein Variierungsmechanismus ist, und die zweite mechanische Variierungsgruppe (40) ein Variierungsmechanismus ist.
  3. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das erste Verbrennungsmotor-Ventil ein Einlassventil ist, das zweite Verbrennungsmotor-Ventil ein Auslassventil ist, der erste Variierungsmechanismus ein einlassseitiger Variierungsmechanismus (30) ist, der eine Ventilkenngröße des Einlassventils ändert, und der zweite Variierungsmechanismus ein auslassseitiger Variierungsmechanismus (40) ist, der eine Ventilkenngröße des Auslassventils ändert.
  4. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Leistungsquellengruppe (22) eine Leistung erzeugt, die nicht von einer Verbrennungsmotordrehzahl abhängt.
  5. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Höchstleistung der ersten Leistungsquellengruppe (22) nicht von einer Verbrennungsmotordrehzahl abhängt.
  6. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der einlassseitige Variierungsmechanismus (30) einen Elektromotor (35) aufweist, der die Ventilkenngröße ändert, und die erste Leistungsquelle eine Speicherbatterie (22) ist, die elektrische Leistung zum Elektromotor (35) liefert.
  7. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die zweite Leistungsquellengruppe eine hydraulische Pumpe (20) ist, die von einer Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors angetrieben wird.
  8. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die hydraulische Pumpe (20) unter Druck Schmieröl zu einem Verbrennungsmotor-Schmiersystem des Verbrennungsmotors liefert.
  9. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der erste Variierungsmechanismus (30, 40) sowohl eine Öffnungs-Steuerzeit als auch eine Schließungs-Steuerzeit des ersten Verbrennungsmotorventils als Ventilkenngröße des ersten Verbrennungsmotorventils ändert, und der zweite Variierungsmechanismus sowohl eine Öffnungs-Steuerzeit als auch eine Schließungs-Steuerzeit des zweiten Verbrennungsmotorventils des zweiten Verbrennungsmotors ändert.
  10. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Leistungsquellengruppe eine Leistungsquelle ist.
  11. Ventilkenngrößen-Änderungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die zweite Leistungsquellengruppen eine Leistungsquelle ist.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069242A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
US20110114067A1 (en) * 2009-11-18 2011-05-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine including valve lift assembly for internal egr control
US9052029B2 (en) 2011-12-12 2015-06-09 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling actuator that controls opening and closing of intake valve
KR101252218B1 (ko) * 2011-12-12 2013-04-05 현대자동차주식회사 흡기밸브 개폐 조절용 액추에이터 제어장치
US9121340B2 (en) 2013-04-15 2015-09-01 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Defence Hydraulic power system for a utility vehicle
DE102015207104A1 (de) 2015-04-20 2016-10-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenbaugruppe
DE102016214503B4 (de) 2015-10-28 2022-03-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstellvorrichtung
JP6154521B2 (ja) * 2016-06-27 2017-06-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御システム
DE102019103104B3 (de) * 2019-02-08 2020-06-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstellsystem und Verfahren zum Betrieb eines Nockenwellenverstellsystems
JP7078013B2 (ja) 2019-05-21 2022-05-31 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP7711525B2 (ja) * 2021-09-24 2025-07-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0344296U (de) 1989-09-07 1991-04-24
JP2865479B2 (ja) 1992-05-27 1999-03-08 株式会社デンソー 内燃機関のバルブタイミング調整装置
JP3195051B2 (ja) 1992-06-19 2001-08-06 マツダ株式会社 エンジンのバルブタイミング制御装置
US5417186A (en) * 1993-06-28 1995-05-23 Clemson University Dual-acting apparatus for variable valve timing and the like
JPH07238815A (ja) 1994-02-28 1995-09-12 Unisia Jecs Corp 内燃機関の吸排気弁駆動制御装置
US5626108A (en) * 1995-02-27 1997-05-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality detecting apparatus for internal combustion engine
JP2000110527A (ja) 1998-10-07 2000-04-18 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関用バルブタイミング可変制御装置
JP3536692B2 (ja) * 1998-12-07 2004-06-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4394764B2 (ja) * 1999-02-15 2010-01-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP3477128B2 (ja) * 1999-11-30 2003-12-10 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2001271616A (ja) * 2000-01-18 2001-10-05 Unisia Jecs Corp 可変動弁機構の制御装置
US6325029B1 (en) * 2000-05-29 2001-12-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Valve timing control system for internal combustion engine
JP3975652B2 (ja) * 2000-06-09 2007-09-12 日産自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP2004060591A (ja) * 2002-07-31 2004-02-26 Mikuni Corp バルブタイミング変更装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE602005002575D1 (de) 2007-11-08
EP1571301A2 (de) 2005-09-07
US7082913B2 (en) 2006-08-01
USRE41714E1 (en) 2010-09-21
JP2005248805A (ja) 2005-09-15
EP1571301B1 (de) 2007-09-26
KR20060043320A (ko) 2006-05-15
JP4066967B2 (ja) 2008-03-26
KR100694901B1 (ko) 2007-03-13
CN100458123C (zh) 2009-02-04
EP1571301A3 (de) 2006-08-09
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