DE19739506C2 - Ventilsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorichtung zum Ändern der Ventilsteuerzeiten bei einem Verbrennungsmotor mittels Drehwinkelverstellung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle und mittels Änderung des Ventilhubs.

In der JP 8-49514 A umfaßt eine Ventilsteuervorrichtung eine Nockenwelle, eine Drehwinkelverstellung und eine Ventilhubverstellung. Die Nockenwelle ist über einen Zahnriemen mit der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden. Die Nockenwelle ist mit einer Vielzahl von. Nocken verschiedener Formen zum Betätigen von Ventilen versehen. Die Drehwinkelverstellung veranlaßt die Nockenwelle der Kurbelwelle vor- oder nachzueilen, um die Einstellung der Ventile zu ändern. Die Ventilhubverstellung wählt für die Ventile einen Nocken aus, wodurch sich der Hub der Ventile ändert.

In der oben beschriebenen Ventilsteuervorrichtung sind die Formen der Nocken verschieden und die Rauheit der Kontaktflächen der Nocken ändert sich. Beim Wechseln des aktiven Nockens schwankt somit das Antriebsmoment zum Drehen der Nockenwelle deutlich, so daß auf den Zahnriemen eine starke Kraft wirkt, die sich aus der Drehmomentschwankung herleitet. Als Ergebnis steigt der Verschleiß des Zahnriemens; dies führt zu einem kürzeren Zyklus für das Ersetzen des Zahnriemens.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den auf eine Übertragungseinrichtung, wie z. B. einen Zahnriemen, wirkenden Verschleiß beim Wechseln des Nockens zu verringern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Anordnung der Ventilsteuervorrichtung gemäß einer ersten, erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;

Fig. 2 eine Perspektivansicht, die eine Ventilhubverstellung zeigt;

Fig. 3 eine Schnittansicht, die eine Drehwinkelverstellung und ein Ölsteuerventil zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Ventilhubverstellung veranschaulicht;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Motors;

Fig. 6 eine teilvergrößerte Querschnittsansicht, die eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ventilsteuervorrichtung zeigt.

In bezug auf die Fig. 1 bis 5 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

In Fig. 5 ist ein Motor 70 mit einem Ventilantrieb, der eine Drehwinkelverstellung 31 zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle und eine Ventilhubverstellung 15 umfaßt, gezeigt. Der Motor 70 umfaßt eine Ölwanne 22 zum Aufbewahren von Schmieröl, einen mit (nicht gezeigten) Zylindern versehenen Zylinderblock 72 und einen Zylinderkopf 71. Im Zylinderkopf 71 sind die Nockenwellen 11 und 74, die Auslaßventile 75 und die Einlaßventile 12 gelagert.

Der Motor 70 hat Verbrennungsräume, die mit den (nicht gezeigten) Lufteinlaßkanälen und Luftauslaßkanälen verbunden sind. Die Einlaßventile 12 sind in den Einlaßkanälen angeordnet, um den Luftstrom, der von den Einlaßkanälen den Verbrennungsräumen zugeführt wird, zu steuern. Die Auslaßventile 75 sind in den Auslaßkanälen angeordnet, um den Auslaßluftstrom von den Verbrennungsräumen an die Auslaßkanäle zu steuern.

Der Zylinderblock 72 nimmt drehbar eine Kurbelwelle 77 auf. An dem Zylinderblock 72 sind an vorbestimmten Positionen Spanneinrichtungen 78, 79 angeordnet. Der Zylinderkopf 71 lagert die Nockenwelle 11 drehbar, um die Einlaßventile 12 zu öffnen und zu schließen. Der Zylinderkopf 71 lagert auch die Nockenwelle 74 drehbar, um die Auslaßventile 75 zu öffnen und zu schließen. An einem fernen Ende der Nockenwelle 11 ist die Drehwinkelverstellung 31 vorgesehen. Zwischen den Ventilen 12 und der Nockenwelle 11 ist die Ventilhubverstellung 15 vorgesehen. An den fernen Enden der Kurbelwelle 77, der Nockenwelle 74 bzw. der Drehwinkelverstellung 31 sind Laufrollen 80, 81, 31a vorgesehen. Um die Laufrollen 80, 81, 31a ist ein Zahnriemen 39 gewickelt, der als eine Übertragungseinrichtung dient. Durch die Spanneinrichtungen 78, 79 wird an den Zahnriemen 39 eine Spannung angelegt.

Die Drehung der Kurbelwelle 77 wird mittels des Zahnriemens 39 und der Laufrollen 80, 81, 31a an die Nockenwellen 11, 74 übertragen. Dies dreht die Nockenwellen 11, 74 synchron mit der Kurbelwelle 77. Die Drehung der Nockenwellen 11, 74 öffnet und schließt gemäß einer vorbestimmten Einstellung selektiv die verbundenen Einlaß- und Auslaßventile 12, 75.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist die Nockenwelle 11 mit einem Nocken 13 für eine hohe Motordrehzahl (Hochgeschwindigkeitsnocken) und den Nocken 14a und 14b für eine niedrige Motordrehzahl (Niedergeschwindigkeitsnocken) zu dem Zweck versehen, die Einlaßventile 12 zu öffnen und zu schließen. Der Hochgeschwindigkeitsnocken 13 ist zwischen den Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b angeordnet. Der Hochgeschwindigkeitsnocken 13 hat ein Nockenprofil, das sich von dem der Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b derart unterscheidet, daß der Hub der Ventile 12, die von dem Hochgeschwindigkeitsnocken 13 betätigt werden, größer ist als der der Ventile 12, die von den Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b betätigt werden. Somit verringert sich das Einlaßluftvolumen des Motors 70 während dem langsam laufenden Betrieb des Motors 70 durch das Öffnen und Schließen der Ventile 12 mittels der Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b, wogegen sich das Einlaßluftvolumen während dem schnell laufenden Betrieb des Motors 70 durch Öffnen und Schließen der Ventile 12 mittels des Hochgeschwindigkeitsnockens 13 vergrößert.

Zwischen den Ventilen 12 und den Nocken 13, 14a und 14b ist die Ventilhubverstellung 15 vorgesehen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat die Ventilhubverstellung 15 parallel zu der Nockenwelle 11 eine Kipphebelwelle 16.

An der Kipphebelwelle 16 ist an einer dem Hochgeschwindigkeitsnocken 13 entsprechenden Position ein Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 vorgesehen und an den den Niedergeschwindigkeitsnocken 14a bzw. 14b entsprechenden Positionen Niedergeschwindigkeitskipphebel 18a und 18b vorgesehen. Der Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 ist in bezug auf die Kipphebelwelle 16 um die Achse der Kipphebelwelle 16 drehbar. Die Niedergeschwindigkeits­ kipphebel 18a und 18b sind an der Kipphebelwelle 16 fest angebracht. Unter den fernen Enden der Nieder­ geschwindigkeitskipphebel 18a und 18b sind die oberen Enden der Ventile 12 angeordnet.

Durch die Kipphebelwelle 16 hindurch erstreckt sich zu dem Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 eine Ölzuführ- /Ölauslaßleitung 19. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Ölzuführ-/Ölauslaßleitung 19 mit einem ein Öl schaltendes Ventil (OSV) 20 und einer Ölauslaßleitung 21 verbunden. Die Auslaßleitung 21 läuft zu der Ölwanne 22, die an dem unteren Abschnitt des Motors 70 vorgesehen ist, so daß Öl, das von der Ölauslaßleitung 21 ausgelassen wird, in die Ölwanne 22 zurück gelangt.

Mit dem OSV 20 und der Ölwanne 22 ist über eine Ölpumpe 24 eine Ölzuführleitung 23 verbunden. Die Ölpumpe 24 ist mit der Kurbelwelle 77 verbunden und wird somit entsprechend der Kurbelwelle 77 angetrieben. Das OSV 20 wird von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 25 betätigt und gesteuert.

Wenn sich unter der Steuerung der ECU 25 das OSV 20 öffnet, führt die angetriebene Ölpumpe 24 über die Ölzuführleitung 23, das OSV 20 und die Ölzuführ- /Ölauslaßleitung 19 Öl von der Ölwanne 22 in den Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 (Fig. 2). Wenn in dem Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 Öl zugeführt wird, bewegt sich ein (nicht gezeigtes) Kopplungsbauteil in dem Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 an eine Position, in der der Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 und die Niedergeschwindigkeitskipphebel 18a und 18b miteinander gekoppelt werden. In diesem gekoppelten Zustand werden die Ventile 12 über den Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 und die Niedergeschwindigkeitskipphebel 18a und 18b durch den Hochgeschwindigkeitsnocken 13 geöffnet und geschlossen.

Wenn das OSV 20 unter der Steuerung der ECU 25 geschlossen wird, läuft das in dem Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 gestaute Öl über die Ölzuführ-/Ölauslaßleitung 19 und über die Ölauslaßleitung 21 in die Ölwanne 22, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn von dem Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 Öl ausgelassen wird, bewegt sich das Kopplungsbauteil an eine Position, in der der Hochgeschwindigkeitskipphebel 17 und die Niedergeschwindigkeitskipphebel 18a und 18b voneinander entkoppelt werden. In diesem entkoppelten Zustand werden die Ventile 12 über die Niedergeschwindigkeitskipphebel 18a und 18b durch die Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b geöffnet und geschlossen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, veranlaßt die Drehwinkelverstellung 31 die Nockenwelle 11 dazu, der Kurbelwelle 77 vor- oder nachzueilen, um dadurch die Einstellung für das Betätigen der Ventile 12 zu ändern. In der Drehwinkelverstellung 31 ist eine eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und eine eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 ausgeformt. Unter der. Steuerung eines Ölsteuerventils (OCV) 34 wird durch die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernden Ölleitung 33 Öl zugeführt oder ausgelassen.

Die Ölzuführleitung 23 ist auch mit dem OCV 34 verbunden. Mit anderen Worten, die Ölzuführleitung 23 verzweigt sich in zwei Leitungen stromabwärts von der Ölpumpe 24 und die einzelnen Ölzuführleitungen 23 sind mit dem OCV 34 bzw. dem OSV 20 verbunden. Mit dem OCV 34 ist eine Ölauslaßleitung 35 so verbunden, daß Öl, das von dem OCV 34 abgelassen wird, in die Ölwanne 22 zurück gelangt. Das OCV 34 wird von der ECU 25 betätigt und gesteuert.

Als nächstes werden die Aufbauten der Drehwinkelverstellung 31 und des OCV 34 im Detail beschrieben.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat die Drehwinkelverstellung 31 die Laufrolle 31a. Die Laufrolle 31a umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 36, den die Nockenwelle 11 durchdringt, einen Scheibenabschnitt 37, der von dem Umfang des zylindrischen Abschnitts 36 hervorsteht, und eine Vielzahl von äußeren Verzahnungen 38, die an dem Umfang des Scheibenabschnitts 37 ausgeformt sind. Die Laufrolle 31a ist über den mit den äußeren Verzahnungen 38 in Eingriff stehenden Zahnriemen 39 mit der Kurbelwelle 77 verbunden. An der Laufrolle 31a ist mit einem Bolzen 41 und einem Stift 42 eine Abdeckung 40 angebracht, um den Endabschnitt der Nockenwelle 11 zu bedecken. An der Innenwandung der Abdeckung 40 ist in Übereinstimmung mit dem Endabschnitt der Nockenwelle 11 eine Vielzahl von Innenschrägverzahnungen 43 am Umfang angeordnet.

An dem fernen Ende der Nockenwelle 11 ist mit einem hohlen Bolzen 46 und einem Stift 47 ein innerer Aufsatz bzw. Kappe 48 befestigt. An dem Umfang des inneren Aufsatzes 48 ist eine Vielzahl von Außenschrägverzahnungen 49 im Umfang so angeordnet, daß die Außenverzahnungen 49 den Innenverzahnungen 43 der Abdeckung 40 zugewandt sind. Zwischen den Außenverzahnungen 49 und den Innenverzahnungen 43 ist ein zylindrischer Ringkolben 51 vorgesehen, der in Achsrichtung der Nockenwelle 11 bewegt werden kann. Der Ringkolben 51 hat Schrägverzahnungen 52 und 53, die mit den Innenverzahnungen 43 bzw. den Außenverzahnungen 49 in Eingriff stehen.

In der somit aufgebauten Drehwinkelverstellung 31 drehen sich die Laufrolle 31a und die Nockenwelle 11 in Übereinstimmung, wenn die Drehung der durch den Motor 70 angetriebenen Kurbelwelle 77 über den Zahnriemen 39 an die Laufrolle 31a übertragen wird. Während sich die Nockenwelle 11 dreht, öffnet und schließt sich das Ventil 12, wie es bereits erwähnt wurde. Wenn sich der Ringkolben 51 zu der Laufrolle 31a hin (in Fig. 3 nach rechts) bewegt, veranlassen die Schrägverzahnungen 52 und 53 des Ringkolbens 51 den relativen Drehwinkel zwischen der Laufrolle 31a und der Nockenwelle 11 dazu, daß er in eine Richtung wechselt, in der die Nockenwelle 11 veranlaßt wird, der Kurbelwelle 77 nachzueilen. Als Ergebnis wird die Einstellung für das Betätigen der Ventile 12 verzögert. Wenn sich der Ringkolben 51 zu der Abdeckung 40 hin (in Fig. 3 nach links) bewegt, veranlassen im Gegensatz dazu die Schrägverzahnungen 52 und 53 den relativen Drehwinkel dazu, daß er in eine Richtung wechselt, in der die Nockenwelle 11 dazu veranlaßt wird, der Kurbelwelle 77 vorzueilen. Als Ergebnis wird die Einstellung für das Betätigen der Ventile 12 beschleunigt.

Als nächstes werden die Einzelheiten der Drehwinkelverstellung 31, die mit der Hydraulikbewegung des Ringkolbens 51 verbunden sind, beschrieben.

Der Ringkolben 51 teilt das Innere der Abdeckung 40 in einen Verzögerungshydraulikraum 54 und einen Beschleunigungshydraulikraum 55 ein. Die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 sind auch in der Nockenwelle 11 ausgeformt. Dabei steht die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 durch den zylindrischen Abschnitt 36 der Laufrolle 31a mit dem Beschleunigungshydraulikraum 55 in Verbindung, während die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 durch das Innere des hohlen Bolzens 46 mit dem Verzögerungshydraulikraum 54 in Verbindung steht.

Das OCV 34 umfaßt ein Gehäuse 56, das erste und zweite Ölzuführ-/Ölauslaßkanäle 57 und 58, erste und zweite Ölauslaßkanäle 59 und 60 und einen Ölzuführkanal 61 hat. In dem Gehäuse 56 ist ein Steuerkolben 63 mit vier Ventilabschnitten 64 so vorgesehen, daß eine Schraubenfeder 62 und eine Zylinderspule 65 an den Steuerkolben 63 in Gegenrichtungen jeweils eine Kraft anlegen.

Wenn die Zylinderspule 65 abgeschaltet wird, wird insbesondere der Steuerkolben 63 in dem Gehäuse 56 durch die Federkraft der Schraubenfeder 62 zu der Zylinderspule 65 hin (in Fig. 3 nach rechts) gedrückt. Als Ergebnis stehen der erste Ölzuführ-/Ölauslaßkanal 57 und der erste Auslaßkanal 59 miteinander in Verbindung und der zweite Ölzuführ-/Ölauslaßkanal 58 und der Ölzuführkanal 61 miteinander in Verbindung. Wenn die Zylinderspule 65 eingeschaltet wird, wird andererseits der Steuerkolben 63 in dem Gehäuse gegen die Federkraft der Schraubenfeder 62 zu der Schraubenfeder 62 hin (in Fig. 3 nach links) gedrückt. Der zweite Ölzuführ-/Ölauslaßkanal 58 und der zweite Ölauslaßkanal 60 stehen miteinander in Verbindung und der erste Ölzuführ-/Ölauslaßkanal 57 und der Ölzuführkanal 61 stehen miteinander in Verbindung. Wenn die Energie an die Zylinderspule 65 so gesteuert wird, daß der Steuerkolben 63 in der Mitte des Gehäuses 56 angeordnet ist, werden ferner die ersten und zweiten Ölzuführ- /Ölauslaßkanäle 57 und 58 geschlossen, um Öl daran zu hindern, durch die ersten und zweiten Ölzuführ- /Ölauslaßkanäle 57 und 58 zu fließen. Die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 sind mit dem zweiten Ölzuführ-/Ölauslaßkanal 58 bzw. dem ersten Ölzuführ- /Ölauslaßkanal 57 verbunden und die Ölauslaßleitung 35 ist mit den ersten und zweiten Ölauslaßkanälen 59 und 60 verbunden.

Als nächstes wird insbesondere in bezug auf Fig. 4 die Funktionsweise der Ventilsteuervorrichtung 10, die den oben beschriebenen Aufbau hat, beschrieben. Fig. 4 zeigt eine Ventilhubverstellungs-Routine, die durch die ECU 25 bewirkt wird.

In Schritt S101 der Ventilhubverstellungs-Routine bestimmt die ECU 25 auf der Basis eines Signals, das von einem nicht dargestellten Sensor aufgenommen wird, der die Drehzahl des Motors 70 oder einige Anzeigen der Motordrehzahl erfaßt, ob die Nocken gewechselt werden. Wie schon erwähnt, hängt es von der gegenwärtigen Drehzahl des Motors 70 ab, ob ein Wechseln bzw. Umschalten der Nocken durchgeführt wird. Wenn die ECU 25 beurteilt, daß es nicht Zeit ist, die Nocken zu wechseln, wird Schritt S101 wiederholt. Wenn die ECU 25 beurteilt, daß es Zeit ist, die Nocken zu wechseln, fährt die Steuerung mit Schritt S102 fort.

Wenn beurteilt wird, daß es Zeit ist, die Nocken zu wechseln, steuert die ECU 25 das OCV 34 so an, daß die ersten und zweiten Ölzuführ-/Ölauslaßkanäle 57 und 58 geschlossen werden, wodurch die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 geschlossen werden. Als ein Ergebnis des Schließens der Ölleitung 32 und der Ölleitung 33 wird Öl daran gehindert, dem Verzögerungshydraulikraum 54 und dem Beschleunigungshydraulikraum 55 zugeführt oder von diesen abgelassen zu werden, so daß Öl in den hydraulischen Räumen 54 und 55 sicher gestaut wird. Während die Drehwinkelverstellung 31 in diesem Zustand gehalten wird, steuert die ECU 25 in Schritt S103 das OSV 20, um die Ventilhubverstellung 15 zu betätigen, wodurch von den Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b zu dem Hochge­ schwindigkeitsnocken 13 oder von dem Hochgeschwindigkeits­ nocken 13 zu den Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b gewechselt wird.

Wie schon erwähnt wurde, schwankt beim Wechseln der Nocken zum Betätigen der Ventile 12 aufgrund der Unterschiede der Nockenprofile und der Rauheit der Kontaktflächen zwischen dem Hochgeschwindigkeitsnocken 13 und den Niedergeschwindigkeitsnocken 14a und 14b das Drehmoment zum Drehen der Nockenwelle 11.

In der Ventilsteuervorrichtung 10 werden derartige Drehmomentschwankungen zwischen der Nockenwelle 11 und der Laufrolle 31a durch das Öl, das in dem Verzögerungshydraulikraum 54 und in dem Beschleunigungs­ hydraulikraum 55 gestaut wird, geeignet gedämpft. Besonders wenn derartige Drehmomentschwankungen an den Ringkolben 51 übertragen werden, wird an diesen in Achsrichtung der Nockenwelle 11 eine Kraft aufgebracht. Diese Kraft wird aufgrund der Dämpfungswirkung des in den hydraulischen Räumen 54 und 55 gestauten Öls gedämpft.

Wenn die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 durch das OCV 34 geschlossen werden, wird das gesamte von der Ölpumpe 24 gelieferte Öl der Ventilhubverstellung 15 zugeführt. Sogar wenn die Ventilhubverstellung 15 und die Drehwinkelverstellung 31 durch die Verwendung von nur einer Ölpumpe 24 hydraulisch gesteuert werden, funktioniert dementsprechend die Ventilhubverstellung 15 zuverlässig, ohne daß die Leistung der Ölpumpe 24 erhöht werden muß.

Wie oben beschrieben ist, ergibt die vorliegende Erfindung die folgenden Wirkungen (a) bis (c):

• a) Schwankungen des Antriebsmoments der Nockenwelle 11, die mit dem Wechseln der Nocken zusammenhängen, werden während der Übertragung der Schwankungen von der Nockenwelle 11 an die Laufrolle 31a durch Öl, das in dem Verzögerungshydraulikraum 54 und dem Beschleuni­ gungshydraulikraum 55 gestaut ist, gedämpft. Dementsprechend wird der Einfluß derartiger Schwankungen auf den Zahnriemen 39 verringert.
• b) Beim Wechseln der Nocken werden die ersten und zweiten Ölzuführ-/Ölauslaßkanäle 57 und 58 des OCV 34 geschlossen, um die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 zu schließen. Dementsprechend wird Öl vollständig in dem Verzögerungshydraulikraum 54 und dem Beschleunigungs­ hydraulikraum 55 sehr leicht und wirkungsvoll gestaut.
• c) Beim Wechseln der Nocken werden die eine Beschleunigung steuernde Ölleitung 32 und die eine Verzögerung steuernde Ölleitung 33 geschlossen, so daß das gesamte von der Ölpumpe 24 gelieferte Öl der Ventilhubverstellung 15 zugeführt wird. Sogar wenn die Drehwinkelverstellung 31 und die Ventilhubverstellung 15 durch die Verwendung von nur einer Ölpumpe 24 hydraulisch gesteuert werden, funktioniert dementsprechend die Ventilhubverstellung 15 zuverlässig, ohne daß die Leistung der Ölpumpe 24 erhöht werden muß. Somit wird der Energieverlust des Motors 70 minimiert, d. h., eine Erhöhung der Leistung der Ölpumpe 24 oder das Anbringen einer zusätzlichen Ölpumpe 24 ist nicht notwendig.

Die vorliegende Erfindung kann auch zum Beispiel in den folgenden geänderten Formen ausgeführt sein.

• 1. In der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 2 werden die Ventile 12 mittels des Hochge­ schwindigkeitsnockens 13 oder der Niedergeschwindig­ keitsnocken 14a und 14b geöffnet und geschlossen. Es können jedoch drei oder mehr Arten von Nocken verwendet werden, wobei sich dadurch der Auswahlbereich der Nocken, die für das Öffnen und Schließen der Ventile 12 verwendet werden, vergrößert.
• 2. Die hin- und hergehende Drehwinkelverstellung 31 der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 3 kann durch eine flügelartige Drehwinkelverstellungseinrichtung 100, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, ersetzt werden. Eine flügelartige Drehwinkelverstellungseinrichtung 100 gemäß Fig. 6 wird detailliert in der US-PS 5,107,804 beschrieben, auf die hier in vollem Umfang bezug genommen wird.

Die flügelartige Drehwinkelverstellungseinrichtung 100, die an einem Ende der Nockenwelle 11 angebracht ist, hat einen Flügelrotor 110, ein den Rotor 110 umgebendes Gehäuse 112 und ein Kettenzahnrad 114. Der Rotor 110 hat ein Paar von Flügeln 110a. Das Kettenzahnrad 114 und das Gehäuse 112 sind einstückig ausgebildet und in bezug auf die Nockenwelle 11 und den Rotor 110 drehbar. Ferner hat diese Drehwinkelverstellungseinrichtung 100 an jeder Seite der Flügel 110a Räume 116, 117, wobei die Räume 116, 117 durch ein Zusammenwirken zwischen den Flügeln 110a an dem Rotor 110 und dem Gehäuse 112 gebildet werden. Das Kettenzahnrad 114 ist mit der Kurbelwelle 77 mit einer (nicht gezeigten) Steuerkette verbunden, die als eine Übertragungsvorrichtung dient. Durch selektives Beaufschlagen der Räume 116, 117 mit hydraulischem Druck durch die Leitungen 126, 127 wird die Nockenwelle 11 in bezug auf das Kettenzahnrad 114 im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht.

In der flügelartigen Drehwinkelverstellungseinrichtung 100 sind die Räume 116, 117 an gegenüberliegenden Seiten eines jeden Flügels 110a angeordnet, und es wird in den Räumen 116, 117 Öl gestaut, um eine ähnliche Wirkung wie bei der vorliegenden Ausführungsform gemäß Fig. 3 zu erzielen.

• 1. In der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 3 werden die ersten und zweiten Ölzuführ-/Ölauslaßkanäle 57 und 58 während dem Wechseln der Nocken geschlossen. Das OCV 34 kann jedoch einen derartigen Aufbau haben, daß die ersten und zweiten Ölzuführ-/Ölauslaßkanäle 57 und 58 während dem Nockenwechselbetrieb mit dem Ölzuführkanal 61 in Verbindung stehen. In diesem Fall wird während des Nockenwechselns dem Verzögerungshydraulikraum 54 und dem Beschleunigungshydraulikraum 55 gleichmäßig Öl zugeführt, so daß Öl in den hydraulischen Räumen 54 und 55 gestaut wird, wobei somit die Dämpfungswirkung des Öls in den Räumen 54 und 55 geeignet aufrecht erhalten bleibt.
• 2. In der dargestellten Ausführungsform wird nur eine Ölpumpe 24 verwendet, um sowohl der Ventilhubverstellung 15 als auch der Drehwinkelverstellung 31 Öl zuzuführen. Es können jedoch getrennte Ölpumpen verwendet werden, um den Einrichtungen 15 und 31 Öl zuzuführen. Wenn eine Ölpumpe ausfällt, kann in diesem Fall sowohl die Ventilhubverstellung 15 als auch die Drehwinkelverstellung 31 mit der anderen Ölpumpe betrieben werden. Dementsprechend schaltet ein Ausfall einer Ölpumpe die beiden Einrichtungen 15 und 31 nicht ab.
• 3. In der dargestellten Ausführungsform wird die Ölpumpe 24 durch die Kurbelwelle 77 angetrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf diese Art nicht begrenzt. Es kann zum Beispiel ein Elektromotor vorgesehen werden, um die Ölpumpe 24 anzutreiben, so daß diese unabhängig von der Kurbelwelle 77 angetrieben wird.
• 4. In der dargestellten Ausführungsform wird die Ventilhubverstellung 15 hydraulisch betätigt. Die Ventilhubverstellung 15 kann jedoch durch eine andere, z. B. elektrische, Einrichtung betätigt werden.

Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sollen darstellend und nicht einschränkend betrachtet werden und die Erfindung ist nicht auf die hier vorgegebenen Details begrenzt, sondern kann im Umfang der Patentansprüche geändert werden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Ändern der Ventilsteuerzeiten bei einem Verbrennungsmotor (70), mit einem Verbrennungsraum, der mit einem Lufteinlaßkanal und einem Luftauslaßkanal verbunden ist, wobei in dem Einlaßkanal ein Einlaßven­ til (12) zum Steuern des von dem Einlaßkanal in den Verbrennungsraum zugeführten Luftstroms und in dem Aus­ laßkanal ein Auslaßventil (75) zum Steuern des Auslaß­ luftstroms von dem Verbrennungsraum in den Auslaßkanal angeordnet ist;
wobei jedes der Ventile (12; 75) gesteuert wird, um den Luftstrom in Abhängigkeit von einer veränderlichen Ven­ tilhubhöhe (15) und in Abhängigkeit von einem veränder­ lichen Drehwinkel (31) zwischen Kurbelwelle und Nocken­ welle einzustellen;
wobei der Motor (70) eine Nockenwelle (11; 74), die mit einer Vielzahl von Nocken (13, 114a, 14) verschiedener Formen zum Betätigen von zumindest einem der Ventile (12; 75) versehen ist, eine erste Einrichtung (15) zum Auswählen von zumindest einem Nocken (13, 14a, 14b) für das Betätigen des Ventils (12; 75), um die Hubhöhe des Ventils (12; 75) zu ändern, und eine zweite Einrichtung (31, 100), die an der Nockenwelle (11; 74) zum Verändern des Drehwinkels zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle vorgesehen ist, umfaßt;
wobei die zweite Einrichtung (31, 100) ein Drehbauteil (31a; 112, 114) und ein bewegliches Bauteil (51; 110) hat;
wobei das bewegliche Bauteil (51; 110) das Drehbauteil (31a, 112, 114) mit der Nockenwelle (11; 74) koppelt;
wobei sich das bewegliche Bauteil (51; 110) bewegt, um den relativen Drehwinkel zwischen dem Drehbauteil (31a; 112, 114) und der Nockenwelle (11; 74) zu ändern;
und wobei eine Übertragungseinrichtung (39) von dem Mo­ tor (70) an das Drehbauteil (31a; 112, 114) ein Drehmo­ ment überträgt;
gekennzeichnet durch
einen ersten und einen zweiten hydraulischen Raum (54, 55; 116, 117), der jeweils an gegenüberliegenden Seiten des beweglichen Bauteils (51; 110) vorgesehen ist, wo­ bei der in diesen Räumen (54, 55; 116, 117) vorhandene hydraulische Druck die Bewegung des beweglichen Bau­ teils (51, 110) steuert;
eine Änderungseinrichtung (34, 24) zum Ändern des hy­ draulischen Drucks in dem ersten und zweiten Raum (54, 55; 116, 117), wobei die Änderungseinrichtung (34, 24) dem ersten und zweiten hydraulischen Raum (54, 55, 116, 117) Hydraulikfluid selektiv zuführt und von diesem ab­ läßt; und
eine Einrichtung (25) zum Steuern der Änderungseinrich­ tung (34, 24), um während des Wechselns des Nockens (13, 14a, 14b) mittels der ersten Einrichtung (15) die hydraulischen Räume (54, 55; 116, 117) mit Hydraulik­ fluid gefüllt zu halten.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin das bewegliche Bau­ teil (51) in bezug auf das Drehbauteil (31a) und die Nockenwelle (11; 74) axial verschiebbar ist und worin das bewegliche Bauteil (51) durch einen Getriebeein­ griff mit dem Drehbauteil (31a) und der Nockenwelle (11; 74) verbunden ist, so daß der relative Drehwinkel zwischen dem Drehbauteil (31a) und der Nockenwelle (11; 74) verändert wird, wenn das bewegliche Bauteil (51) axial verschoben wird (Fig. 3).

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, worin das Drehbauteil aus einer Laufrolle (31a) und einer Laufrollenabdeckung (40) besteht, worin das bewegliche Bauteil ein Ringkol­ ben (51) ist, der eine Außenschrägverzahnung (52), die mit einer an der Innenfläche der Laufrollenabdeckung (40) ausgeformten Innenschrägverzahnung (43) in Ein­ griff steht, und eine Innenschrägverzahnung (53) hat, die mit einer Außenschrägverzahnung (49), welche an ei­ nem an der Nockenwelle (11; 74) angebrachten inneren Aufsatz (48) ausgeformt ist, in Eingriff steht (Fig. 3).

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, worin das bewegliche Bau­ teil ein Flügelrotor (110) ist, der mit der Nockenwelle (11; 74) verbunden und in bezug auf das Drehbauteil (112, 114) drehbar ist (Fig. 6).

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der erste bzw. zweite hydraulische Raum (54, 55; 116, 117) mit einer ersten bzw. zweiten Ölleitung (32, 33) verbunden ist, worin die Änderungseinrichtung (34, 24) ein Steuerventil (34) zum Steuern des Ölstroms in der ersten und zweiten Ölleitung (32, 33) umfaßt und worin die Steuereinrichtung (25) das Steuerventil (34) so steuert, daß die beiden Ölleitungen (32, 33) geschlos­ sen werden, wenn die erste Einrichtung (15) den Nocken (13, 14a, 14b) wechselt (Fig. 3, 4).

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, worin die erste Einrich­ tung (15) hydraulisch betätigt wird und worin die Ände­ rungseinrichtung (34, 24) eine Ölpumpe (24) zum Zufüh­ ren von Öl an die erste Einrichtung (15) und die hydraulischen Räume (54, 55; 116, 117) umfaßt.

7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, worin die Ölpumpe (24) durch den Motor (70) angetrieben wird.