DE10038072A1 - Steuergerät für eine variable Ventilzeit für Motoren - Google Patents
Steuergerät für eine variable Ventilzeit für MotorenInfo
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Abstract
Ein Steuergerät für eine variable Ventilzeit ist so aufgebaut, dass ein hydraulischer Druck zu einer Freigabekammer (60) für ein Freigeben eines Einrastzapfens (58) lediglich von einer Nacheilkammer geliefert wird. Beim Ankurbeln eines Motors (11) wird ein Hydraulikdrucksteuerventil (29) so gesteuert, dass der hydraulische Druck lediglich zu der Voreilkammer geliefert wird und der hydraulische Druck nicht auf die Freigabekammer (60) aufgebracht wird. Dadurch wird verhindert, dass der Einrastzapfen (58) beim Ankurbeln des Motors zuvor freigegeben wird. Danach wird ein Steuerstrom eines Solenoids (53) des Hydraulikdrucksteuerventils (29) auf einen Haltestrom (Ih) zum Halten der Position der Nockenwellenphase zu dem Zeitpunkt geschaltet, bei dem eine zum Ermöglichen des Lieferns des hydraulischen Druckes erforderliche Zeitspanne zum Steuern der Nockenwellenphase nach der Vollendung des Ankurbelns ausreichend ist, um den hydraulischen Druck gleichermaßen zu sowohl der Voreilkammer als auch der Nacheilkammer zu liefern. Dadurch wird der hydraulische Druck ebenfalls zu der Freigabekammer (60) von der Nacheilkammer geliefert und der Einrastzapfen (58) wird freigegeben.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für
eine variable Ventilzeit für Verbrennungsmotoren.
Inzwischen gibt es viele in einem Kraftfahrzeug eingebaute
Verbrennungsmotoren, die ein Steuergerät für variable Ventilzeit
aufgreifen, um dessen Leistung zu verbessern, den
Kraftstoffverbrauch günstiger zu gestalten und die Abgasemission
zu verringern. Ein Steuergerät für eine variable Ventilzeit der
Flügelart weist, wie dies in Fig. 36 gezeigt ist, ein Gehäuse 1,
das sich synchron zu einer Kurbelwelle des Motors dreht, einen
Rotor 2, der mit einer Einlassventilnockenwelle oder
Auslassventilnockenwelle verbunden ist und konzentrisch zu dem
Gehäuse 1 angeordnet ist, und Fluidkammern 3 auf, die in dem
Gehäuse 1 ausgebildet sind und als voreilende Kammern 5 und
nacheilende Kammern 6 durch an dem Rotor 2 vorgesehene Flügel 4
geteilt sind.
Die Ventilzeit wird variabel gesteuert, indem die
Drehwinkelphase der Nockenwelle oder die "Phase der Nockenwelle"
in Bezug auf die Kurbelwelle durch ein Relativdrehen des
Gehäuses 1 und des Rotors 2 (der Flügel 4) verändert wird, indem
ein hydraulischer Druck der voreilenden Kammer 5 und der
nacheilenden Kammer 6 durch ein Hydraulikdrucksteuerventil
gesteuert wird.
Die Druckschrift JP-A-9-324 613 schlägt ein Verfahren zum
Vergrößern eines steuerbaren Bereiches der Ventilzeit (der Phase
der Nockenwelle) vor, indem eine Blockierphase beim Anhalten des
Motors fast bei der Zwischenposition (mittleren Position) des
steuerbaren Bereiches der Nockenwellenphase eingestellt wird.
Jedoch arbeitet bei diesem Aufbau der hydraulische Druck sowohl
der voreilenden Kammer als auch der nacheilenden Kammer 5 und 6
stets in der Freigaberichtung. Als ein Ergebnis wird ein
Einrastzapfen 7 mitunter freigegeben, wenn der hydraulische
Druck von entweder der voreilenden Kammer 5 oder der
nacheilenden Kammer 6 zuerst hoch wird, selbst wenn der
hydraulische Druck der anderen Kammer niedrig ist, und zwar
aufgrund der Zunahme des hydraulischen Druckes, die durch die
Zunahme der Motordrehzahl (die Drehzahl der Ölpumpe) beim
Ankurbeln des Motors bewirkt wird.
Die Nockenwellenphase ändert sich plötzlich in dem Augenblick
des Freigebens und die Ventilzeit kann nicht auf den Zielwert
gesteuert werden, da der hydraulische Druck in der anderen
Kammer selbst dann gering ist, wenn das Einrasten in einem
derartigen Zustand aufgehoben wird. Als ein Ergebnis wird, da
der Motor bei einer ungeeigneten Ventilzeit angekurbelt wird,
das Startvermögen verschlechtert, die Motorstartzeit verlängert
oder der Motorbetriebszustand nach dem Start unstabil gestaltet,
bis der Hydraulikdruck zunimmt. Darüber hinaus schlägt der
Flügel 4 an das Gehäuse 1, womit ein Geräusch erzeugt wird, da
die Position des Flügels 4 nicht bis zu der Zunahme des
Hydraulikdruckes feststehend ist.
Die Nockenwellenphase ändert sich ebenfalls plötzlich zu der
Seite, bei der der Hydraulikdruck im Augenblick des Freigebens
hoch ist, womit bewirkt wird, dass die tatsächliche Ventilzeit
(die Phase der Nockenwelle) außerordentlich von dem Zielwert
abweicht. Daher bestimmt ein Anormalitätsüberprüfungssystem zum
Überprüfen, ob das Steuergerät zur variablen Ventilzeit eine
Anormalität aufweist oder nicht, mitunter fehlerhaft, dass das
Übergangsverhalten der Nockenwellenphase beim Freigeben
(Aufheben des Blockierens) abnormal ist.
Wenn der Motor im kalten Zustand vor dem Temperaturanstieg des
Öls angehalten wird, wird das Öl kaum aus einem Blockierloch
herausgezogen. Der Einrastzapfen 7 ist schwerlich in dem
Blockierloch eingepasst, wenn der Motor angehalten wird, da die
Viskosität des Öles innerhalb der Hydraulikschaltung hoch ist
und das Fließvermögen des Öles schlecht ist. Der Einrastzapfen 7
sitzt schwerlich in dem Blockierloch, wenn die Bewegung der
Nockenwellenphase aufgrund eines Fehlverhaltens oder dergleichen
geringfügig ist. Wenn der Einrastzapfen 7 freigegeben wird,
während der Motor in diesen Fällen arbeitet, sitzt der
Einrastzapfen 7 wohl kaum in dem Blockierloch, und die
Nockenwellenphase kann nicht an der Zwischenblockierphase beim
Anhalten des Motors danach blockiert werden.
Wenn die Nockenwellenphase nicht bei der Zwischenblockierphase
beim Anhalten des Motors blockiert werden kann, kann die
Ventilzeit (die Phase der Nockenwelle) nicht auf den Zielwert
(um die Zwischenblockierphase herum) gesteuert werden, bis die
Motordrehzahl zugenommen hat und der hydraulische Druck
zugenommen hat. Als ein Ergebnis ist aufgrund dessen, dass der
Motor bei der Ventilzeit von dem Zielwert abweichend angekurbelt
wird, das Startvermögen schlecht und es erfordert eine gewisse
Zeitspanne bis der Motor angekurbelt ist. Außerdem ist die
Position des Flügels 4 nicht feststehend, bis der hydraulische
Druck zunimmt. Wenn der Motor ohne ein Blockieren der
Nockenwellenphase angekurbelt wird, schlägt der Flügel 4 an das
Gehäuse 1, wodurch ein Geräusch erzeugt wird.
Dem gemäß ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Steuergerät für eine variable Ventilzeit für
Verbrennungsmotoren zu schaffen, das in zuverlässiger Weise
verhindern kann, dass die Nockenwelle beim Ankurbeln des Motors
freigegeben ist.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die
Zuverlässigkeit eines Systems zum Überprüfen eines anormalen
Verhaltens zu verbessern, indem verhindert wird, dass das
Übergangsverhalten der Nockenwellenphase direkt nach dem
Freigeben von vornherein fehlerhafterweise als anormal bestimmt
wird.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme
des schlechten Startvermögens, des Geräusches und dergleichen,
die durch das Fehlverhalten des Blockierens bewirkt werden, zu
vermeiden, indem verhindert wird, dass der Motor in einem
Zustand angekurbelt wird, bei dem die Nockenwellenphase nicht
blockiert ist.
Um die Hauptaufgabe der Erfindung zu lösen, wird eine
Fluiddrucksteuerung derart gesteuert, dass kein Fluiddruck, der
ansonsten das Freigeben bewirkt, auf eine Blockierfreigabekammer
eines Blockierteils beim Ankurbeln eines Motors aufgebracht
wird. Dadurch wird es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass
die Nockenwellenphase beim Ankurbeln des Motors unblockiert ist,
und das Startverhalten, die Steuerbarkeit des Motors und das
Geräuschverhalten werden verbessert, wobei die Geräusche
ansonsten durch das weniger sorgfältige Freigeben bewirkt werden
würden.
Um das zweite Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird
die Anormalitätsüberprüfungsbedingung beim Freigeben des
Blockierteils niedriger angesetzt bzw. gelockert. Dadurch wird
es möglich, zu verhindern, dass das Übergangsverhalten der
Nockenwellenphase direkt nach dem Freigeben fehlerhafterweise
von vornherein als anormal bestimmt wird. Da außerdem der
Prozess zum Prüfen der Anormalität durch die geringer angesetzte
Anormalitätsüberprüfungsbedingung selbst bei freigegebener
Blockierung fortgesetzt werden kann, kann die Anormalität
schnell erfasst werden, wenn sie auftritt. Somit ist es möglich,
die beiden Funktionen eines schnellen Erfassens einer
Anormalität und eines Verhinderns einer fehlerhaften Erfassung
zu erreichen.
In diesem Fall kann die Anormalitätsüberprüfungsbedingung nach
dem Ablauf einer bestimmten Zeitspanne nach dem Erfassen der
Freigabe des Blockierteils zu Normalwerten zurückkehren. Dadurch
kann die Anormalitätsüberprüfungsbedingung wieder zurückgestellt
werden, nachdem die Steuerung der Nockenwellenphase nach dem
Freigeben stabilisiert worden ist.
Die Zeitspanne bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Steuerung der
Nockenwellenphase nach dem Freigeben stabilisiert worden ist,
ändert sich in Abhängigkeit von der Viskosität des Öles
(Fließvermögen des Öles) innerhalb der hydraulischen Schaltung
zu diesem Zeitpunkt, und die Viskosität des Öles ändert sich mit
Abhängigkeit von der Öltemperatur. Da die Öltemperatur mit der
Kühlmitteltemperatur und der Motortemperatur in einer
Wechselbeziehung steht, kann die Kühlmitteltemperatur oder die
Motortemperatur als wesentliche Information in Bezug auf die
Öltemperatur verwendet werden.
Um das dritte Ziel der Erfindung zu erreichen, kann das
Freigeben des Einrastteils bis zu dem Zeitpunkt behindert
werden, bei dem die Nockenwellenphase nach dem Ankurbeln des
Motors bewegbar wird. Dadurch kann der Verbrennungsmotor in dem
Zustand angehalten werden, bei dem die Nockenwellenphase durch
das Einrast- oder Blockierteil gesperrt ist, indem der
Verbrennungsmotor angehalten wird, bevor die Nockenwellenphase
nach dem Ankurbeln des Motors beweglich wird. Dadurch wird es
möglich, den Motor das nächste Mal in dem Zustand anzukurbeln,
bei dem die Nockenwellenphase durch das Einrastteil fest
blockiert ist, wobei eine Verschlechterung des Startvermögens
und ein Geräusch vermieden wird, das ansonsten durch das
Fehlverhalten des Sperrens bewirkt werden würde.
In diesem Fall ist es möglich, auf der Grundlage der Information
im Bezug auf die Temperatur wie beispielsweise die Öltemperatur,
die Kühlmitteltemperatur und die Motortemperatur zu überprüfen,
ob die Nockenwellenphase beweglich ist oder nicht, indem
berücksichtig wird, dass die Bewegung der Nockenwellenphase sich
in Abhängigkeit von der Viskosität (Öltemperatur) des Öles
innerhalb des Hydraulikschaltkreises ändert.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der nachstehend aufgeführten detaillierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
deutlicher.
Fig. 1 zeigt eine schematische Aufbauansicht des gesamten
Steuersystems eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht einer
Ventilzeiteinstelleinheit des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III in
Fig. 2.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV in
Fig. 2.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V in Fig.
4.
Fig. 6 zeigt eine ausschnittartig vergrößerte Schnittansicht des
Zustandes, bei dem ein Einrastzapfen des ersten
Ausführungsbeispiels eingerastet ist.
Fig. 7 zeigt eine ausschnittartig vergrößerte Schnittansicht von
einem Zustand, bei dem der Einrastzapfen des ersten
Ausführungsbeispiels freigegeben ist.
Fig. 8 zeigt eine Steuerblockabbildung der Ventilzeitsteuerung
bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung der Eigenschaften der
Voreilgeschwindigkeit einer Nockenwellenphase bei dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Fig. 10 zeigt eine Blockabbildung eines
Haltestromerkennungsverfahrens eines
Haltestromerkennungsabschnittes bei dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Freigabesteuerprogramms des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 12 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von beispielartigen
Steuerungen des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht einer
Ventilzeiteinstelleinheit gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 14 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Schnittansicht
des Zustandes, bei dem ein Einrastzapfen des zweiten
Ausführungsbeispiels eingerastet ist.
Fig. 15 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Freigabesteuerprogramms des zweiten Ausführungsbeispiels.
Fig. 16 zeigt eine schematische Aufbauansicht des gesamten
Steuersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
Fig. 17 zeigt eine Längsschnittansicht einer
Ventilzeiteinstelleinheit des dritten Ausführungsbeispiels.
Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XVIII-
XVIII in Fig. 17.
Fig. 19 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XIX-XIX in
Fig. 17.
Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XX-XX in
Fig. 19.
Fig. 21 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Schnittansicht
von dem Zustand, bei dem ein Einrastzapfen des dritten
Ausführungsbeispiels eingerastet ist.
Fig. 22 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Schnittansicht
von dem Zustand, bei dem der Einrastzapfen des dritten
Ausführungsbeispiels freigegeben ist.
Fig. 23 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Abnormalitätsbestimmungsprogramms des dritten
Ausführungsbeispiels.
Fig. 24 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Freigabesteuerprogramms des dritten Ausführungsbeispiels.
Fig. 25 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von beispielartigen
Steuerungen des dritten Ausführungsbeispiels.
Fig. 26 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Einrastvoreilsteuerprogramms des dritten Ausführungsbeispiels.
Fig. 27 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von beispielartigen
Steuerungen des dritten Ausführungsbeispiels.
Fig. 28 zeigt eine Längsschnittansicht von einer
Ventilzeiteinstelleinheit gemäß einem vierten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 29 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie XXIX-XXIX
in Fig. 28.
Fig. 30 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Schnittansicht
von dem Zustand, bei dem der Einrastzapfen des vierten
Ausführungsbeispiels eingerastet ist.
Fig. 31 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Freigabesteuerprogramms des vierte Ausführungsbeispiels.
Fig. 32 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Freigabesteuerprogramms gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Fig. 33 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Freigabeermöglichungs-verhinderungsbestimmungsprogramms gemäß
einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 34 zeigt ein Flussdiagramm von Prozessen eines
Hauptrelaissteuerprogramms gemäß einem siebten
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 35 zeigt eine Zeitablaufdiagramm einer beispielartigen
Steuerung des siebten Ausführungsbeispiels.
Fig. 36 zeigt eine Schnittansicht einer
Ventilzeiteinstelleinheit nach dem Stand der Technik.
Ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem die vorliegende
Erfindung auf ein Gerät zur variablen Ventilzeitsteuerung des
Einlassventils angewendet ist, ist nachstehend unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 bis 12 erläutert.
Wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine Kraft von einer
Kurbelwelle 12 zu einer Nockenwelle 16 an der Einlassseite und
einer Nockenwelle 17 an der Auslassseite durch eine Steuerkette
13 über Kettenzahnräder 14 und 15 bei einem DOHC-Motor 11, d. h.
einem Verbrennungsmotor übertragen. Außerdem ist eine
Ventilzeiteinstelleinheit 18 zum Einstellen eines Voreilwinkels
der Nockenwelle 16 an der Einlassseite in Bezug auf die
Kurbelwelle 12 an der einlassseitigen Nockenwelle 16 vorgesehen.
Ein Nockenwinkelsensor 19 zum Erfassen eines Nockenwinkels ist
am Umfang der einlassseitigen Nockenwelle 16 vorgesehen und ein
Kurbelwinkelsensor 20 zum Erfassen eines Kurbelwinkels ist an
dem Umfang der Kurbelwelle 12 vorgesehen.
Ausgabesignale dieses Kurbelwinkelsensors 20 und dieses
Nockenwinkelsensors 19 werden in eine Motorsteuereinheit (ECU)
21 eingegeben. Die Motorsteuereinheit 21 berechnet die
tatsächliche Ventilzeit des Einlassventils und auch die
Motordrehzahl aus der Frequenz der Ausgabeimpulse des
Kurbelwinkelsensors 20. Ausgabesignale von verschiedenen
Sensoren zum Erfassen der Motorbetriebsbedingungen wie
beispielsweise ein Einlassdrucksensor 22, ein
Kühlwassertemperatursensor 23 und ein Drosselsensor 24 und auch
Ausgabesignale eines Zündschalters 25 und eines Zeitgliedes 26
werden ebenfalls in die Motorsteuereinheit 21 eingegeben.
Auf der Grundlage dieser verschiedenen eingegebenen Signale
führt die Motorsteuereinheit 21 eine
Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündsteuerung aus und
steuert die Ventilzeiteinstelleinheit 18 derart, dass die
tatsächliche Ventilzeit (tatsächlicher Voreilwinkel der
einlassseitigen Nockenwelle 16) des Einlassventils mit der
Zielventilzeit (Zielvoreilwinkel) übereinstimmt, indem eine
nachstehend beschriebene Steuerung einer variablen Ventilzeit
ausgeführt wird. Öl innerhalb eines Ölbehälters (Ölpfanne) 27
wird zu einer Hydraulikschaltung der Ventilzeiteinstelleinheit
18 durch eine Ölpumpe 28 über ein Öldrucksteuerventil (eine
Fluiddrucksteuereinrichtung) geliefert. Der tatsächliche
Voreilwinkel (tatsächliche Ventilzeit) der einlassseitigen
Nockenwelle 16 kann gesteuert werden, indem der hydraulische
Druck durch das Öldrucksteuerventil 29 gesteuert wird.
Nachstehend ist der Aufbau der Ventilzeiteinstelleinheit 18 auf
der Grundlage der Fig. 2 bis 5 erläutert. Ein Gehäuse 31 (ein
erster Drehkörper) der Ventilzeiteinstelleinheit 18 ist an dem
Kettenzahnrad 14, das an dem Umfang der einlassseitigen
Nockenwelle 16 drehbar gestützt ist, durch eine Schraube 32
befestigt. Dadurch wird die Umdrehung der Kurbelwelle 12 auf das
Kettenzahnrad 14 und das Gehäuse 31 über die Steuerkette 13
übertragen und das Kettenzahnrad 14 und das Gehäuse 31 drehen
sich synchron mit der Kurbelwelle 12.
Außerdem ist die einlassseitige Nockenwelle 16 an einem
Zylinderkopf 33 und einer Lagerabdeckung 34 drehbar gestützt und
ein Rotor (ein zweiter Drehkörper) 35 ist an einem Ende der
einlassseitigen Nockenwelle 16 durch eine Schraube 37 über einer
Halteeinrichtung 36 befestigt. Der Rotor 35 ist relativ drehbar
innerhalb des Gehäuses 31 untergebracht.
Wie dies in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist eine Vielzahl
an Fluidkammern 40 innerhalb des Gehäuses 31 ausgebildet und
jede Fluidkammer 40 ist in Voreilwinkelkammern 42 und
Nacheilwinkelkammern 43 durch Flügel 41 geteilt, die an dem
Umfang des Rotors 35 ausgebildet sind. Dichtelemente 44 sind an
dem Umfang des Rotors 35 und an dem Umfang des Flügels 41
angebracht. Das Dichtelement 44 wird in der Umfangsrichtung
durch eine Blattfeder 45 gedrängt (siehe Fig. 2). Dadurch werden
der Zwischenraum zwischen der Außenumfangsebene des Rotors 35
und der Innenumfangsebene des Gehäuses 31 und auch der
Zwischenraum zwischen der Außenumfangsebene des Flügels 41 und
der Fluidkammer 40 durch das Dichtelement 44 abgedichtet.
Ringartige Voreil- und Nacheilnuten 46 und 47, die an dem Umfang
der einlassseitigen Nockenwelle 16 ausgebildet sind, stehen mit
vorbestimmten Öffnungen des Hydraulikdrucksteuerventils 29
jeweils in Verbindung, so dass das Öl, das durch die Ölpumpe 28
von der Ölpfanne 27 durch die Kraft des Motors 11 gepumpt wird,
zu der Voreilnut 46 und der Nacheilnut 47 über das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 geliefert wird. Eine Voreilölbahn
48, die mit der Voreilnut 46 verbunden ist, ist so ausgebildet,
dass sie durch die Innenseite der einlassseitigen Nockenwelle 16
dringt, um mit einer bogenartigen Voreilölbahn 49 (siehe Fig. 3)
in Verbindung zu stehen, die an der linken Seite des Rotors 35
ausgebildet ist. Die bogenartige Voreilölbahn 49 steht mit den
jeweiligen Voreilkammern 42 in Verbindung. Außerdem ist eine mit
der Nacheilnut 47 verbundene Nacheilölbahn 50 so ausgebildet,
dass sie durch die Innenseite der einlassseitigen Nockenwelle 16
dringt, um mit einer bogenartigen Nacheilölbahn 51 (siehe Fig.
4) in Verbindung zu stehen, die an der rechten Seite des Rotors
35 ausgebildet ist. Die bogenartige Nacheilölbahn 51 steht mit
den jeweiligen Nacheilkammern 43 in Verbindung.
Das Hydraulikdrucksteuerventil 29 ist ein Schaltventil mit vier
Öffnungen und drei Positionen, dessen Ventilelement durch ein
Solenoid 53 und eine Feder 54 angetrieben wird, und das die
Position des Ventils von den Positionen zum Liefern von
Hydraulikdruck zu der Voreilkammer 42, zum Liefern des
Hydraulikdrucks zu der Nacheilkammer 43 und zum Liefern von
keinerlei Hydraulikdruck weder zu der Voreilkammer noch zu der
Nacheilkammer 43 umschaltet. Wenn kein Strom zu dem Solenoid 53
fließt, ist das Ventil automatisch in die Position zum Liefern
von Hydraulikdruck zu der Voreilkammer 42 durch die Feder 54
geschaltet, so dass der hydraulische Druck in der Richtung des
Voreilens der Nockenwellenphase wirkt.
Der Flügel 41 ist durch den hydraulischen Druck der Voreilkammer
42 und der Nacheilkammer 43 fixiert, wenn Öl eines vorbestimmten
Druckes oder eines höheren Druckes zu der Voreilkammer 42
beziehungsweise der Nacheilkammer 43 geliefert wird. Dann wird
die durch die Drehung der Kurbelwelle 12 bewirkte Drehung des
Gehäuses 31 zu dem Rotor 35 (Flügel 41) über das Öl übertragen
und die einlassseitige Nockenwelle 16 wird als ein Körper mit
dem Rotor 35 gedreht. Während des Betriebs des Motors wird die
Ventilzeit des Einlassventils verändert, indem die Drehphase der
einlassseitigen Nockenwelle 16 in Bezug auf die Kurbelwelle 12
(Nockenwellenphase) gesteuert wird, indem das Gehäuse 31 und der
Rotor (Flügel 41) relativ gedreht werden, indem der hydraulische
Druck der Voreilkammer 42 und der Nacheilkammer durch das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 gesteuert wird. Es sollte beachtet
werden, dass eine Schraubenfeder 55 (siehe Fig. 2), die den
hydraulischen Druck für ein Relativdrehen des Rotors 35 in der
Voreilrichtung während der Voreilsteuerung durch die Kraft der
Feder unterstützt, innerhalb des Kettenzahnrades 14
untergebracht ist.
Wie dies in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind
Anschlagabschnitte 56 zum Begrenzen eines Relativdrehbereiches
des Rotors 35 (des Flügels 41) in Bezug auf das Gehäuse 31 an
beiden Seiten von jedem Flügel 41 ausgebildet, um die am
weitesten nacheilende Phase und die am weitesten voreilende
Phase der Nockenwellenphase zu begrenzen. Des weiteren ist ein
Einrastzapfen 58 (eine Einrasteinrichtung oder Sperreinrichtung)
zum Blockieren der Relativdrehung des Gehäuses 31 und des Rotors
35 (des Flügels 41) innerhalb eines in dem anderen Flügel 41
ausgebildeten Einrastzapfenunterbringloches 57 untergebracht.
Die Nockenwellenphase wird annährend an der Zwischenposition
oder mittleren Position (Zwischenblockierphase) in dem
steuerbaren Bereich blockiert, wenn der Einrastzapfen 58 in
einem Einrastloch 59 (siehe Fig. 2) sitzt, das innerhalb des
Gehäuses 31 vorgesehen ist. Diese Zwischenblockierphase wird bei
der Phase eingestellt, die zum Starten geeignet ist.
Wie dies in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, ist der
Einrastzapfen 58 gleitfähig in ein zylindrisches Element 61
eingeführt, das an dem Innenumfang des
Einrastzapfenunterbringloches 57 sitzt, und wird in die
Einrastrichtung (Vorstehrichtung) durch eine Feder 62 gedrängt.
Der Zwischenraum innerhalb des Einrastloches 59 ist eine
Freigabekammer 60, die mit einer Freigabenut in Verbindung
steht, die zwischen dem Einrastzapfen 58 und dem zylindrischen
Element 61 ausgebildet ist. Außerdem ist ein Verbindungsloch 65
für eine Verbindung der Freigabenut 63 mit der Nacheilkammer 43
über den Flügel 41 ausgebildet, um einen hydraulischen Druck zu
der Freigabekammer 60 von der Nacheilkammer 43 über die
Freigabenut 63 zu liefern.
Der Einrastzapfen 58 wird in dem Zustand gehalten, bei dem er in
dem Einrastloch 59 durch die Feder 62 sitzt, wenn der
Einrastzapfen 58 eingerastet oder blockiert ist und die
Nockenwellenphase bei der Zwischenblockierphase gehalten ist.
Da der hydraulische Druck der Freigabekammer 60 (der
hydraulische Druck der Nacheilkammer 43) und der Freigabenut 63
abfällt, während der Motor angehalten ist, wird der
Einrastzapfen 58 an der Einrastposition durch die Feder 62
gehalten. Dem gemäß wird der Motor in einem Zustand gestartet,
bei dem der Einrastzapfen 58 in der Einrastposition
(Zwischenblockierposition) gehalten ist. Wenn der hydraulische
Druck der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 nach dem
Starten des Motors ansteigt, wird der Einrastzapfen 58 durch den
hydraulischen Druck wie folgt freigegeben.
Wenn der von der Nacheilkammer 43 zu der Freigabekammer 60 über
das Verbindungsloch 65 und die Freigabenut 63 nach dem Starten
des Motors gelieferte hydraulische Druck (Kraft in die Richtung
zum Freigeben des Blockierens) größer als die Kraft der Feder 62
wird, wird der Einrastzapfen 58 aus dem Einrastloch 59 durch den
hydraulischen Druck der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63
herausgedrückt und in die Freigabeposition in Fig. 7 bewegt,
wodurch der Einrastzapfen 58 freigegeben ist beziehungsweise
nicht mehr eingerastet ist.
Da der hydraulische Druck der Freigabekammer 60 und der
Freigabenut 63 während des Betriebs des Motors hoch ist, wird
der Einrastzapfen 58 in der Freigabeposition durch diesen
hydraulischen Druck gehalten. Dem gemäß wird der Zustand, bei
dem das Gehäuse 31 und der Rotor 35 relativ drehen können, das
heißt der Zustand, bei dem die Ventilzeitsteuerung ausgeführt
werden kann, gehalten.
Während des Betriebs des Motors wirkt die Motorsteuereinheit 21
ebenfalls als Ventilzeitsteuereinrichtung. Das heißt, sie
berechnet einen tatsächlichen Voreilwinkel (tatsächliche
Ventilzeit des Einlassventils) der einlassseitigen Nockenwelle
16 auf der Grundlage der Ausgabesignale des Kurbelwinkelsensors
20 und des Nockenwinkelsensors 19 durch einen
Berechnungsabschnitt 66 für den tatsächlichen Voreilwinkel und
sie berechnet einen Zielvoreilwinkel (Zielventilzeit des
Einlassventils) der einlassseitigen Nockenwelle 16 auf der
Grundlage der Signale, die die Motorbetriebsbedingungen wie
beispielsweise die Motordrehzahl, die Einlassmenge und die
Kühltemperatur anzeigen, durch einen Berechnungsabschnitt 67 für
einen Zielvoreilwinkel.
Außerdem berechnet sie einen Rückkopplungsregelstrom Ifb auf der
Grundlage der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Voreilwinkel
und dem Zielvoreilwinkel und ermittelt einen Steuerstrom I (I =
Ih + Ifb) durch ein Addieren des Rückkopplungsstroms Ifb zu dem
Haltestrom Ih, der durch einen Haltestromerkennungsabschnitt 69
erkannt wurde, wie dies nachstehend beschrieben ist, um den
Strom des Hydraulikdrucksteuerventils 29 und des Solenoids 53
beim Rückkoppeln durch diesen Steuerstrom I zu steuern. Dadurch
verändert sie die Nockenwellenphase durch ein Relativdrehen des
Gehäuses 31 und des Rotors 35 durch ein Steuern des
hydraulischen Drucks der Voreilkammer 42 und der Nacheilkammer
43 der Ventilzeiteinstelleinheit 18, um zu bewirken, dass der
tatsächliche Voreilwinkel der einlassseitigen Nockenwelle 16 mit
dem Zielvoreilwinkel übereinstimmt.
Die Voreilgeschwindigkeit der Nockenwellenphase auf Null zu
stellen (siehe Fig. 9), das heißt, einen Steuerstrom des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 zum Halten der Nockenwellenphase
bei einer fixierten Position. Der vorstehend beschriebene
Haltestromerkennungsabschnitt 69 bestimmt, ob eine Normalität
auftritt oder nicht (die Voreilgeschwindigkeit der
Nockenwellenphase ist 0), auf der Grundlage des tatsächlichen
Voreilwinkels und des Zielvoreilwinkels, und gibt bei Normalität
ein Normalsignal aus, um den Steuerstrom I zu dem Zeitpunkt als
den Haltestrom Ih auf den neuesten Stand zu bringen. Der
Haltestromerkennungsabschnitt 69 wirkt als
Haltestromerkennungseinrichtung.
Außerdem fällt, wenn die Motordrehzahl beim Anhalten des Motors
11 abfällt, der hydraulische Druck der Voreilkammer 42 und der
Nacheilkammer 43 ab, da der Auslassdruck der Ölpumpe 28 abfällt.
Dadurch wird, wenn der hydraulische Druck der Freigabekammer 60
(der hydraulische Druck der Nacheilkammer 43) abfällt und die
Kraft der Feder 62 den hydraulischen Druck überschreitet, der
Einrastzapfen 58 durch die Kraft der Feder 62 vorwärtsbewegt und
sitzt in dem Einrastloch 59. Jedoch sitzt der Einrastzapfen 58
in dem Einrastloch 59 unter der Bedingung, dass die Position der
beiden übereinstimmt, das heißt, dass die Nockenwellenphase mit
der Zwischeneinrastphase übereinstimmt.
Da beim Anhalten des Motors 11 die Motordrehzahl (die Drehzahl
der Ölpumpe 28) abfällt und der hydraulische Druck abfällt,
ändert sich die Nockenwellenphase naturgemäß zu der Nacheilseite
durch das Lastmoment der einlassseitigen Nockenwelle 16. Während
dieses Prozesses sitzt der Einrastzapfen 58 in dem Einrastloch
59 und ist die Nockenwellenphase bei der Zwischenblockierphase
blockiert, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Es sollte beachtet
werden, dass das Hydraulikdrucksteuerventil 29 so gesteuert
werden kann, dass die Nockenwellenphase beim Anhalten des Motors
11 voreilt, um zuverlässig die Nockenwellenphase bei der
Zwischenblockierphase zu blockieren.
Hierbei wird der Motor in dem Zustand gestartet, bei dem der
Einrastzapfen 58 bei der Blockierposition oder Einrastposition
(Zwischenblockierphase) gehalten ist, und der Einrastzapfen 58
wird durch den hydraulischen Druck der Freigabekammer 60 (der
hydraulische Druck der Nacheilkammer 43) oder den hydraulischen
Druck der Freigabenut 63 freigegeben, wenn deren Druck zunimmt.
Wenn jedoch der Aufbau derart ist, dass der hydraulische Druck
zu der Freigabekammer 60 (zu der Nacheilkammer 43) oder zu der
Freigabenut 63 beim Starten des Motors geliefert wird, gibt es
die Möglichkeit, dass der Einrastzapfen 58 beim Starten des
Motors aufgrund der Zunahme des hydraulischen Druckes
freigegeben wird, die durch die Zunahme der Motordrehzahl
(Drehzahl der Ölpumpe 28) bewirkt wird.
Wenn der Einrastzapfen 58 vor dem Vollenden des Ankurbelns
freigegeben wird, weicht die Nockenwellenphase von der
Zwischenblockierphase, die für das Starten geeignet ist, ab und
der Motor startet bei einer ungeeigneten Ventilzeit. Als ein
Ergebnis ist das Startvermögen verschlechtert, wird die
Motorstartzeit verlängert oder wird die Motorbetriebsbedingung
nach dem Start unstabil, bis der hydraulische Druck zunimmt.
Dann führt die Motorsteuereinheit 21 ein in Fig. 11 gezeigtes
Freigabesteuerprogramm aus, um einen hydraulischen Druck
lediglich zu der Voreilkammer 42 zu liefern, so dass kein
hydraulischer Druck auf die Freigabekammer 60 (die Nacheilkammer
43) und die Freigabenut 63 aufgebracht wird, um zu verhindern,
dass der Einrastzapfen 58 beim Starten des Motors freigegeben
wird. Danach wird nach dem Vollenden des Ankurbelns der
Einrastzapfen 58 durch das Aufbringen des
Freigabehydraulikdrucks auf die Freigabekammer 60 und die
Freigabenut 63 freigegeben, indem das Hydraulikdrucksteuerventil
29 so gesteuert wird, dass der Hydraulikdruck sowohl auf die
Voreilkammer 42 als auch auf die Nacheilkammer 43 aufgebracht
wird.
Das Freigabesteuerprogramm von Fig. 11 wird periodisch
ausgeführt, nachdem der Zündschalter 25 ein Signal erhält und
als eine Freigabesteuereinrichtung wirkt. Wenn dieses Programm
aktiviert wird, wird zunächst bei Schritt 101 bestimmt, ob der
Einrastzapfen 58 eingerastet ist oder nicht. Wenn er bereits
freigegeben ist, endet dieses Programm ohne ein Ausführen eines
Freigabeprozesses bei und nach Schritt 102.
Wenn außerdem bei Schritt 101 bestimmt worden ist, dass der
Einrastzapfen 58 eingerastet ist, geht der Prozess zu Schritt
102 weiter, um den Steuerstrom I des Solenoids 53 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 auf Null zum Beispiel zu setzen,
um das Ventil zu der Position zum Liefern von Hydraulikdruck
lediglich zu der Voreilkammer 42 durch die Feder 54 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 zu steuern. Da kein
Hydraulikdruck zu der Nacheilkammer 43 geliefert wird, wird kein
hydraulischer Druck auf die Freigabekammer 60 aufgebracht.
Danach geht der Prozess zu Schritt 103 weiter, um Tabellendaten
einer Zeitspanne T unter Verwendung der Kühlmitteltemperatur als
ein Parameter zum Herausfinden einer Zeitspanne T entsprechend
der Stromkühlmitteltemperatur zu finden. Hierbei ist die
Zeitspanne T als eine Zeitspanne eingestellt, die geringfügig
länger als eine Zeitspanne ist, die zum Eingeben des Zustandes
erforderlich ist, durch den der ausreichende Hydraulikdruck zum
Steuern der Nockenwellenphase bei der Vollendung des Ankurbelns
geliefert werden kann. Die Zeitspanne, die zum Eingeben des
Zustandes erforderlich ist, durch die der ausreichende
hydraulische Druck geliefert werden kann, ändert sich
entsprechend der Viskosität des Öles (des Fließvermögens des
Öles) der hydraulischen Schaltung zu diesem Zeitpunkt und die
Viskosität des Öles ändert sich entsprechend der Öltemperatur im
Allgemeinen.
Dem gemäß ist es möglich, die Zeitspanne T entsprechend der
Änderung einer Zeitspanne angemessen einzustellen, die zum
Eingeben des Zustandes erforderlich ist, durch den der
ausreichende Hydraulikdruck in Abhängigkeit von der Öltemperatur
geliefert werden kann, indem die Zeitspanne T durch die Tabelle
eingestellt wird, bei der die Kühlmitteltemperatur als eine
Ersatzinformation für die Öltemperatur berücksichtigt ist. Es
sollte beachtet werden, dass die Zeitspanne T unter Verwendung
einer Tabelle der Zeitspanne T herausgefunden werden kann, indem
die Öltemperatur oder die Motortemperatur als ein Parameter
anstelle der Kühlmitteltemperatur verwendet wird. Darüber hinaus
kann die Zeitspanne T herausgefunden werden, indem eine
Funktionsgleichung anstelle der Tabelle verwendet wird.
Nach dem Berechnen der Zeitspanne T geht der Ablauf zu Schritt
104 weiter, um zu bestimmen, ob die Zeitspanne T seit der
Vollendung des Ankurbelns durch einen Zählwert eines
Nachkurbelzählgliedes (siehe Fig. 12) zum Zählen eines Ablaufes
der Zeit nach dem Vollenden des Ankurbelns abgelaufen ist oder
nicht. Wenn die Zeitspanne T noch nicht abgelaufen ist, wird
bestimmt, dass der ausreichende hydraulische Druck zum Steuern
der Nockenwellenphase noch nicht geliefert worden ist, und der
Prozess wartet bei Schritt 104.
Wenn dann bei Schritt 104 bestimmt worden ist, dass die
Zeitspanne T nach dem Vollenden des Ankurbelns abgelaufen ist,
wird bestimmt, dass der ausreichende hydraulische Druck zum
Steuern der Nockenwellenphase geliefert werden kann. Der Prozess
geht dann zu Schritt 105 weiter, um den Steuerstrom I des
Solenoids 53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29 auf den
Haltestrom Ih einzustellen, der in Erfahrung gebracht wurde,
während der Motor das letzte Mal in Betrieb war, um einen
hydraulischen Druck zu sowohl der Voreilkammer 42 als auch der
Nacheilkammer 43 zu liefern. Dadurch wird der hydraulische Druck
von der Nacheilkammer 43 zu der Freigabekammer 60 und der
Freigabenut 63 geliefert. Wenn der Freigabehydraulikdruck größer
als die Kraft der Feder 62 des Einrastzapfens 58 wird, wird der
Einrastzapfen 58 aus dem Einrastloch 59 durch den
Freigabehydraulikdruck herausgedrückt und er wird freigegeben,
das heißt er ist nicht mehr eingerastet.
Ein beispielartiges Ausführen der Freigabesteuerung des
vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels ist
nachstehend unter Verwendung eines Zeitablaufdiagramms von Fig.
12 erläutert. Wenn der Motor 11 bei eingeschaltetem Zündschalter
25 trotz arbeitender Ölpumpe 28 und Beginn des Anstieges des
Hydraulikdruckes mit dem Ankurbeln beginnt, wird kein
Hydraulikdruck zu der Freigabekammer 60 (der Nacheilkammer 43)
und zu der Freigabenut 63 gebracht, indem der Steuerstrom des
Solenoids 53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29 so gesteuert
wird, dass der Hydraulikdruck lediglich zu der Voreilkammer 42
geliefert wird. Die Steuerung des Aufbringens von keinem
Freigabehydraulikdruck zu der Freigabekammer 60 und der
Freigabenut 63 wird fortgesetzt bis zu einem Ablaufen der
Zeitspanne T nach der Vollendung des Ankurbelns.
Der Steuerstrom des Solenoids 53 des Hydraulikdrucksteuerventils
29 wird auf den Haltestrom Ih geschaltet, der in Erfahrung
gebracht wurde, während der Motor das letzte Mal in Betrieb war,
um den Hydraulikdruck zu sowohl der Voreilkammer 42 als auch der
Nacheilkammer 43 zu dem Zeitpunkt zu liefern, bei dem die für
das Liefern des ausreichenden Hydraulikdruckes zum Steuern der
Nockenwellenphase erforderliche Zeitspanne T abgelaufen ist.
Dadurch wird der hydraulische Druck von der Nacheilkammer 43 zu
der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 geliefert und der
Einrastzapfen 58 wird freigegeben.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass die
Nockenwellenphase beim Ankurbeln des Motors freigegeben wird,
und dass die Probleme im Bezug auf die Verschlechterung des
Startvermögens, die Verschlechterung der Motorsteuerbarkeit und
Geräusche vermieden werden, die ansonsten durch das nicht
sorgfältige Freigeben bewirkt werden würden, da das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 so gesteuert wird, dass der
Hydraulikdruck zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63
beim Ankurbeln des Motors nicht geliefert wird.
Des weiteren ist es möglich, zu vermeiden, dass der
Einrastzapfen 58 freigegeben wird, bevor die Nockenwellenphase
gesteuert werden kann, da der Einrastzapfen 58 nach dem Ablaufen
der Zeitspanne T freigegeben wird, indem die Steuerung des
Aufbringens von keinem Freigabehydraulikdruck zu der
Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 fortgesetzt wird, bis
die Zeitspanne T, die zum Liefern des ausreichenden
Hydraulikdruckes zum Steuern der Nockenwellenphase nach der
Vollendung des Ankurbelns erforderlich ist, indem berücksichtigt
wird, dass eine bestimmte Zeitspanne erforderlich ist, um zu
ermöglichen, dass der ausreichende Hydraulikdruck zum Steuern
der Nockenwellenphase selbst nach dem Vollenden des Ankurbelns
geliefert wird.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, dass ein Sensor zum
erneuten Erfassen der Öltemperatur vorgesehen wird, und die
Kosten können verringert werden, da die Zeitspanne T
entsprechend der Kühlmitteltemperatur eingestellt wird, die eine
Ersatzinformation der Öltemperatur ist, indem berücksichtigt
wird, dass die zum Ermöglichen eines Lieferns des ausreichenden
hydraulischen Druckes erforderliche Zeitspanne T sich
entsprechend der Öltemperatur (der Viskosität des Öles) jedes
Mal ändert.
Des weiteren steht die Freigabekammer 60 mit der Nacheilkammer
43 in Verbindung, um den hydraulischen Druck von der
Nacheilkammer 43 zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63
zu liefern, wobei das Hydraulikdrucksteuerventil 29 so gesteuert
wird, dass der Hydraulikdruck lediglich zu der Voreilkammer 42
beim Ankurbeln des Motors geliefert wird, und das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 so gesteuert wird, dass der
Hydraulikdruck zu sowohl der Voreilkammer 42 als auch der
Nacheilkammer 43 nach dem Vollenden des Ankurbelns zum Freigeben
des Einrastzapfens 58 geliefert wird, so dass der Aufbau der
Kanäle zum Liefern des hydraulischen Druckes zu der
Freigabekammer 60 vereinfacht werden kann und die Steuerung zum
Freigeben des Blockierens oder Einrastens ausgeführt werden
kann, indem das Hydraulikdrucksteuerventil 29 zum Steuern des
hydraulischen Druckes der Voreilkammer 42 und der Nacheilkammer
43 unverändert verwendet wird. Somit kann der Aufbau des
Steuersystems vereinfacht werden und seine Kosten können
insgesamt gesenkt werden.
Des weiteren kann, da der Steuerstrom des Solenoid 53 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 auf den Haltestrom Ih gesteuert
wird, der in Erfahrung gebracht wird, während der Motor das
letzte Mal betrieben worden ist, um die Nockenwellenphase
freizugeben, während der hydraulische Druck zu sowohl der
Voreilkammer 42 als auch der Nacheilkammer 43 geliefert wird,
die Nockenwellenphase um die Zwischenblockierphase herum von dem
Augenblick an gehalten werden, bei dem das Blockieren
freigegeben wird. Es ist ebenfalls möglich, zu verhindern, dass
sich die Nockenwellenphase unmittelbar nach dem Freigeben
plötzlich ändert, so dass das Freigeben ohne ein Beeinträchtigen
der Stabilität der Motorbetriebsbedingung freigegeben wird und
die Ventilzeit (die Nockenwellenphase) auf den Zielwert
unmittelbar nach dem Freigeben gesteuert wird.
Es sollte beachtet werden, dass es möglich ist, den Steuerstrom
des Hydraulikdrucksteuerventils 29 beim Freigeben des
Einrastzapfens 58 um den berechneten Haltestrom Ih herum
einzustellen, indem eine Haltestromberechnungseinrichtung zum
Berechnen des Haltestroms Ih auf der Grundlage einer
Temperaturinformation wie beispielsweise der Öltemperatur, der
Kühlmitteltemperatur oder einer Motortemperatur anstelle der
Funktion des Erkennens des Haltestroms Ih (der
Haltestromerkennungsabschnitt 69) vorgesehen wird. Das heißt, da
der Haltestrom Ih sich entsprechend der Viskosität
(Fließvermögen) des Öles sich ändert und die Viskosität des Öles
sich entsprechend der Öltemperatur ändert, kann der Haltestrom
Ih auf der Grundlage der Öltemperatur oder der
Kühlmitteltemperatur bzw. der Motortemperatur berechnet werden,
die eine Ersatzinformation im Bezug auf die Öltemperatur bilden.
Somit kann annähernd die gleiche Wirkung des Erkennens des
Haltestroms Ih ebenfalls durch ein Berechnen des Haltestroms Ih
erhalten werden.
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 beschrieben. Wie dies
in den Fig. 13 und 14 gezeigt ist, ist ein Verbindungsloch 70
für eine Verbindung der Freigabenut 63 mit der Nacheilkammer 43
über den Flügel 41 ausgebildet, um den hydraulischen Druck zu
der Freigabekammer 60 innerhalb des Einrastloches 59 von der
Voreilkammer 42 über die Freigabenut 63 zu liefern. Ein (nicht
gezeigter) Hydraulikdrucksensor für ein Erfassen des
hydraulischen Druckes ist ebenfalls an der Auslassseite der
Ölpumpe 28 vorgesehen. Es sollte beachtet werden, dass der
hydraulische Druck von dem Parameter der Motorbetriebsbedingung
wie beispielsweise der abgelaufenen Zeit vom Start des
Ankurbelns an, der Kühlmitteltemperatur (oder Öltemperatur) und
der Motordrehzahl beispielsweise abgeschätzt werden kann, ohne
dass ein Hydraulikdrucksensor vorgesehen ist. Der restliche
Aufbau ist der gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Ein in Fig. 15 gezeigtes und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
ausgeführtes Freigabesteuerprogramm unterscheidet sich von
demjenigen des in Fig. 11 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels
dahingehend, dass Schritt 102 in Fig. 11 in einem Prozess bei
Schritt 102a verändert ist und die Schritte 103 und 104 in einen
Prozess bei Schritt 104a verändert sind. Die Prozesse der
restliche Schritte sind die gleichen wie bei Fig. 11.
Wenn bei Schritt 101 bei diesem Programm bestimmt worden ist,
dass der Einrastzapfen 58 eingerastet ist, geht der Prozess zu
Schritt 102a weiter, um den Steuerstrom I des Solenoid 53 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 so zu steuern, dass der
hydraulische Druck lediglich zu der Nacheilkammer 43 geliefert
wird. Da kein hydraulischer Druck zu der Voreilkammer 42 zu
diesem Zeitpunkt geliefert wird, wird kein hydraulischer Druck
auf die Freigabekammer 60 und die Freigabenut 63 aufgebracht.
Anschließend geht der Prozess zu Schritt 104a weiter, um zu
bestimmen, ob der von der Ölpumpe 28 abgegebene hydraulische
Druck größer als ein vorbestimmter Druck P ist oder nicht.
Hierbei wird der vorbestimmte Druck P auf einen hydraulischen
Druck eingestellt, der zum Steuern der Nockenwellenphase
ausreichend ist. Wenn der von der Ölpumpe 28 abgegebene
hydraulische Druck geringer als der vorbestimmte Druck P ist,
wird bestimmt, dass der ausreichende hydraulische Druck zum
Steuern der Nockenwellenphase nicht geliefert werden kann, und
der Prozess wartet bei Schritt 104a. Dann wird bestimmt, dass
der ausreichende hydraulische Druck zum Steuern der
Nockenwellenphase zu dem Zeitpunkt geliefert werden kann, bei
dem der von der Ölpumpe 28 abgegebene hydraulische Druck bis
über den vorbestimmten Druck P ansteigt. Dann wird der
Steuerstrom I des Solenoid 53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29
auf den Haltestrom Ih eingestellt, um den hydraulischen Druck zu
sowohl der Voreilkammer 42 als auch der Nacheilkammer 43 zu
liefern, und der hydraulische Druck wird von der Voreilkammer 42
zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 geliefert, um
den Einrastzapfen 58 bei Schritt 105 freizugeben.
Da die Steuerung so gestaltet ist, dass kein hydraulischer Druck
zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 beim Ankurbeln
des Motors ebenfalls bei dem vorstehend beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel geliefert wird, ist es möglich, zuverlässig
zu verhindern, dass die Nockenwellenphase aufgrund von
Sorglosigkeit beim Ankurbeln des Motors freigegeben wird, und es
ist ebenfalls möglich, die Probleme der Verschlechterung des
Startvermögens, der Verschlechterung der Motorsteuerbarkeit und
Geräusche zu vermeiden, die ansonsten durch das sorglose
Freigeben des Einrastens bewirkt werden würden.
Da darüber hinaus der hydraulische Druck zu der Freigabekammer
60 und der Freigabenut 63 geliefert wird, nachdem der von der
Ölpumpe 28 abgegebene hydraulische Druck bis über den
vorbestimmten Druck P ansteigt, kann der Einrastzapfen 58
freigegeben werden und kann das Ventilzeitsteuern gestartet
werden, nachdem der hydraulische Druck auf einen Druck
angestiegen ist, der zum wirklichen Steuern der
Nockenwellenphase ausreichend ist.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl der hydraulische Druck
zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 geliefert wird,
nachdem der von der Ölpumpe 28 abgegebene hydraulische Druck bis
über den vorbestimmten Druck P angestiegen ist, der hydraulische
Druck zu der Freigabekammer 60 geliefert werden kann, nachdem
die Zeitspanne T seit der Vollendung des Ankurbelns abgelaufen
ist.
Nachstehend wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie dies in Fig. 16 gezeigt ist, ist ein positiver Anschluss
einer Batterie 730 mit einem Stromanschluss einer
Motorsteuereinheit 21 über einen Schalter 720 eines Hauptrelais
710 verbunden. Wenn ein Einschaltsignal von dem Zündschalter 25
eingegeben wird, liefert die Motorsteuereinheit 21 Strom zu
einer Relaisantriebsspule 740 des Hauptrelais 710, um den
Schalter 720 des Hauptrelais 710 einzuschalten, um Strom von der
Batterie 730 aufzunehmen. Der über das Hauptrelais 710
gelieferte Strom wird zu dem gesamten Steuersystem wie
beispielsweise das Hydraulikdrucksteuerventil 29 neben der
Motorsteuereinheit 21 geliefert. Das Hauptrelais 710 wird im
eingeschalteten Zustand eine vorbestimmte Zeit lang
kontinuierlich selbst nach dem Ausschalten des Zündschalters 25
gehalten, um zum Ausführen einer nachstehend beschriebenen
Einrastvoreilsteuerung während dieser Zeitspanne in der Lage zu
sein.
Die Ventilzeiteinheit ist annähernd in der gleichen Art und
Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut, wie dies
in den Fig. 17 bis 20 gezeigt ist.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Zwischenraum
zwischen dem zylindrischen Element 61 und dem Einrastzapfen 58
in eine Einrasthydraulikkammer 72 und eine
Freigabehaltehydraulikkammer 73 durch ein Hauptrelais 71
geteilt, das an dem Umfangsabschnitt der Mitte des
Einrastzapfens 58 ausgebildet ist, wie dies in den Fig. 21
und 22 gezeigt ist. Außerdem sind eine Einrastölbahn 74 und eine
Freigabehalteölbahn 75, die mit der Voreilkammer 42 in
Verbindung stehen, über den Flügel 41 ausgebildet, um einen
hydraulischen Druck von der Voreilkammer 43 zu der
Einrasthydraulikkammer 72 und der Freigabehaltehydraulikkammer
73 zu liefern. Eine Freigabeölbahn 76, die die Freigabekammer 60
mit der Nacheilkammer 43 verbindet, ist durch das Gehäuse 31
ausgebildet.
Der Einrastzapfen 58 wird in der Einrastposition durch die Feder
62 gehalten, während der Motor angehalten ist, wie dies in Fig.
21 gezeigt ist. Der Motor wird in dem Zustand angekurbelt, bei
dem der Einrastzapfen 58 in der Einrastposition gehalten ist,
und der hydraulische Druck wird lediglich zu der Voreilkammer 42
zunächst geliefert. Wenn der Einrastzapfen 58 eingerastet ist,
verstopft das Hauptrelais 710 des Einrastzapfens 58 die
Freigabehalteölbahn 75, und die Einrastölbahn 74 steht mit der
Einrasthydraulikkammer 72 in Verbindung. Daher wird der
hydraulische Druck von der Voreilkammer 42 zu der
Einrasthydraulikkammer 72 geliefert. Außerdem wird der
Einrastzapfen 58 gehalten, während er in dem Einrastloch 59
sitzt, und die Nockenwellenphase wird bei der
Zwischenblockierphase durch den hydraulischen Druck und die
Feder 62 gehalten.
Wenn der hydraulische Druck zu sowohl der Voreilkammer als auch
der Nacheilkammer 42 und 43 nach dem Vollenden des Ankurbelns
des Motors geliefert wird, wird der Einrastzapfen 58 durch
seinen hydraulischen Druck wie folgt freigegeben. Das heißt,
wenn die Kraft in der Freigaberichtung, die durch den
hydraulischen Druck erzeugt wird, der zu der Freigabekammer 60
von der Nacheilkammer 43 über die Freigabeölbahn 76 geliefert
wird, größer als die Kraft in der Einrastrichtung wird, die
durch den hydraulischen Druck der Einrasthydraulikkammer 72 und
der Feder 62 erzeugt wird, wird der Einrastzapfen 58 aus dem
Einrastloch 59 herausgedrückt und bewegt sich zu der
Freigabeposition in Fig. 18, womit der Einrastzapfen 58
freigegeben ist.
In diesem freigegebenen Zustand schließt das Hauptrelais 710 des
Einrastzapfens 58 die Einrastölbahn 74, und die
Freigabehaltölbahn 75 steht mit der Freigabehaltehydraulikkammer
73 in Verbindung. Dadurch wird der hydraulische Druck von der
Voreilkammer 42 zu der Freigabehaltehydraulikkammer 73 geliefert
und der Einrastzapfen 58 wird in der Freigabeposition entgegen
der Feder 62 durch den hydraulischen Druck der
Freigabehaltehydraulikkammer 73 (durch den hydraulischen Druck
der Voreilkammer 42) und den hydraulischen Druck der
Freigabekammer 60 (der hydraulische Druck der Nacheilkammer 43)
gehalten.
Da der hydraulische Druck von sowohl der Voreilkammer 42 als
auch der Nacheilkammer 43 während des Betriebs des Motors hoch
ist, wird der Einrastzapfen 58 in der Freigabeposition durch
diesen hydraulischen Druck gehalten, und das Gehäuse 31 und der
Rotor 35 werden in dem Zustand gehalten, bei dem sie relativ
drehen können, d. h. in einem Zustand, bei dem die
Ventilzeitsteuerung ausgeführt werden kann.
Wenn der hydraulische Druck der Voreilkammer 42 und der
Nacheilkammer 43 aufgrund des Abfallens der Motordrehzahl
(aufgrund des Abfallens des Abgabedrucks der Ölpumpe 28) beim
Anhalten des Motors 11 abfällt, fällt der hydraulische Druck der
Freigabehaltehydraulikkammer 73 (der hydraulische Druck der
Voreilkammer 42) und der hydraulische Druck der Freigabekammer
60 (der hydraulische Druck der Nacheilkammer 43) ab. Dann
gelangt, wenn die Kraft der Feder 42 jene hydraulischen Drücke
überschreitet, der Einrastzapfen 58 durch die Kraft der Feder 62
nach vorn und sitzt in dem Einrastloch 59. Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel führt die Motorsteuereinheit 21 das
Freigabesteuerprogramm in Fig. 11 in ähnlicher Weise wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel aus, um den hydraulischen Druck
lediglich zu der Voreilkammer 42 zu liefern, so dass kein
hydraulischer Druck auf die Freigabekammer 60 (die Nacheilkammer
43) aufgebracht wird, um ein Freigeben des Einrastzapfens 58
beim Ankurbeln des Motors zu verhindern. Dann wird, wenn die
vorbestimmten Freigabeausführbedingungen nach dem Vollenden des
Ankurbelns erfüllt sind, das Hydraulikdrucksteuerventil 29 so
gesteuert, dass der hydraulische Druck sowohl auf die
Voreilkammer 42 als auch auf die Nacheilkammer 43 aufgebracht
wird, um den Freigabehydraulikdruck auf die Freigabekammer 60
zum Freigeben des Einrastzapfens 58 aufzubringen. Hierbei
umfassen die Freigabeausführbedingungen derartige Bedingungen,
wie beispielsweise, dass die Zeitspanne seit dem Ankurbeln
abgelaufen ist oder dass der von der Ölpumpe 28 abgegebene
hydraulische Druck auf einen vorbestimmten Wert angestiegen ist,
etc.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird der hydraulische
Druck der Nacheilkammer 43 in der Einrastrichtung des
Einrastzapfens 58 dann wirksam, wenn der Einrastzapfen 58 sich
in der Einrastposition befindet, und der hydraulische Druck der
Nacheilkammer 43 wirkt in der Freigaberichtung, wenn der
Einrastzapfen 58 sich in der Freigabeposition befindet, so dass
die Freigabeverhinderungswirkung beim Ankurbeln des Motors
weiter verbessert werden kann und der Einrastzapfen 58 stabil in
der Freigabeposition nach dem Vollenden des Ankurbelns gehalten
werden kann.
Es sollte beachtet werden, dass ein Aufbau möglich ist, bei dem
die Freigabekammer 60 mit der Voreilkammer 42 in Verbindung
steht und die. Einrasthydraulikkammer 72 und die
Freigabehaltehydraulikkammer 73 mit der Nacheilkammer 43 in
Verbindung stehen, wobei dies in der entgegengesetzten Weise
gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel geschieht. In diesem
Fall wird der hydraulische Druck lediglich zu der Nacheilkammer
43 beim Ankurbeln des Motors geliefert und das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 wird so gesteuert, dass der
hydraulische Druck auf sowohl die Voreilkammer 42 als auch die
Nacheilkammer 43 nach dem Vollenden des Ankurbelns aufgebracht
wird.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel führt die
Motorsteuereinheit 21 ebenfalls ein
Anormalitätsüberprüfungsprogramm, das in Fig. 23 gezeigt ist,
und ein in Fig. 24 gezeigtes Freigabesteuerprogramm aus. Die
Prozesse dieser Programme sind nachstehend erläutert.
Das in Fig. 23 gezeigte Anormalitätsüberprüfungsprogramm wird in
einer vorbestimmten Zeitspanne wiederholt ausgeführt und wirkt
als eine Anormalitätsüberprüfungseinrichtung zum Überprüfen, ob
eine Anormalität bei dem Ventilzeitsteuersystem vorhanden ist
oder nicht. Es wird zunächst bei Schritt 201 geprüft, ob die
Ventilzeitsteuerung ausgeführt wird oder nicht. Wenn die
Ventilzeitsteuerung nicht ausgeführt wird (wenn der
Einrastzapfen 58 eingerastet ist), endet das Programm ohne ein
Ausführen des Anormalitätsüberprüfungsprozesses.
Wenn andererseits die Ventilzeitsteuerung ausgeführt wird, geht
der Prozess zu Schritt 202 weiter, um die Abweichung der
Ventilzeit zwischen der Zielventilzeit VTT und der tatsächlichen
Ventilzeit VT durch den nachstehend aufgeführten Ausdruck zu
berechnen:
ΔVT = VTT - VT
Danach wird die Abweichung ΔVT der Ventilzeit mit einem
Anormalitätsüberprüfungswert α bei Schritt 203 verglichen. Eine
Anormalität kann dann auftreten, wenn die Abweichung ΔVT der
Ventilzeit größer als der Anormalitätsüberprüfungswert α ist, so
dass ein Zeitzählglied zum Zählen einer fortlaufenden Zeit C1
des Anormalitätszustandes zählt. Wenn die Abweichung ΔVT der
Ventilzeit unterhalb des Anormalitätsüberprüfungswertes α liegt,
wird bestimmt, dass der Betrieb normal ist, und der Wert des
Zeitzählgliedes C1 wird gelöscht.
Danach wird überprüft, ob die fortlaufende Zeit C1 des
Anormalitätszustandes, die durch das Zeitzählglied gezählt wird,
eine Zeitspanne β überschritten hat oder nicht. Wenn die
fortlaufende Zeit C1 des Anormalitätszustandes die Zeitspanne β
überschritten hat, wird bei Schritt 208 bestimmt, dass das
Ventilzeitsteuersystem eine Anormalität aufweist. Wenn die
fortlaufende Zeit des anormalen Zustandes die Zeitspanne β oder
geringer ist, wird bei Schritt 207 eine Normalität bestimmt.
Zusammenfassend gesagt wird eine Anormalität bestimmt, wenn der
Zustand, bei dem die Abweichung ΔVT der Ventilzeit größer als
der Anormalitätsüberprüfungswert α ist, eine Zeitspanne β lang
oder länger anhält, und es wird andernfalls eine Normalität
bestimmt. Es sollte beachtet werden, dass das
Anormalitätsüberprüfungsverfahren nicht auf das vorstehend
beschriebene Verfahren beschränkt ist. Das heißt, es ist möglich
den Anormalitätsüberprüfungswert α auf einen mehr oder weniger
hohen Wert einzustellen und eine Anormalität unmittelbar dann zu
bestimmen, wenn die Abweichung ΔVT der Ventilzeit den
Anormalitätsüberprüfungswert α überschreitet.
Da hierbei der hydraulische Druck sowohl der Voreilkammer 42 als
auch der Nacheilkammer 43 in der Freigaberichtung während der
Ventilzeitsteuerung wirkt, gibt es einen Fall, bei dem der
Einrastzapfen 58 freigegeben wird, wenn der hydraulische Druck
von entweder der Voreilkammer 42 oder der Nacheilkammer 43
zunächst hoch wird, selbst wenn der hydraulische Druck in der
jeweils anderen Kammer gering ist, wobei dies aufgrund der
Zunahme des hydraulischen Druckes geschieht, die durch die
Zunahme der Motordrehzahl (Drehzahl der Ölpumpe 28) nach dem
Ankurbeln des Motors bewirkt wird. Die Nockenwellenphase ändert
sich plötzlich zu der Seite, bei dem der hydraulische Druck im
Augenblick des Freigebens gering ist, und die tatsächliche
Ventilzeit VT weicht außerordentlich von der Zielventilzeit VTT
ab, da der hydraulische Druck der anderen Kammer gering ist,
selbst wenn das Einrasten in diesem Zustand freigegeben wird. In
einem derartigen Fall gibt es die Möglichkeit, dass die
vorübergehende Zunahme der Abweichung ΔVT der tatsächlichen
Ventilzeit VT direkt nach dem vorstehend beschriebenen Freigeben
fehlerhaft als anormal bestimmt wird, da sie eine gewisse
Zeitspanne lang andauert, bis der hydraulische Druck von sowohl
der Voreilkammer 42 als auch der Nacheilkammer 43 vollständig
nach dem Freigeben angestiegen ist, wobei die
Ventilzeitsteuerung normal ausgeführt werden kann.
Dann lockert die Motorsteuereinheit 21 die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung oder setzt sie niedriger an,
wenn der Einrastzapfen 58 freigegeben wird, indem das
Freigabesteuerprogramm in Fig. 24 ausgeführt wird, um zu
verhindern, dass die vorübergehende Zunahme des ΔVT der
tatsächlichen Ventilzeit VT direkt nach dem Freigeben fehlerhaft
als anormal bestimmt wird.
Das Freigabesteuerprogramm von Fig. 24, das in der vorstehend
beschriebenen Weise steuert, wird bei einer vorbestimmten
Zeitspanne wiederholt ausgeführt. Wenn dieses Programm aktiviert
ist, wird bei Schritt 310 bestimmt, ob eine Freigabeforderung
auf der Grundlage eines Signals eines Startschalters und der
Motordrehzahl ausgegeben wurde oder nicht. Beispielsweise wird
bestimmt, dass die Freigabeforderung ausgegeben wurde, wenn die
Motordrehzahl nach dem Ankurbeln des Motors bis über eine
vorbestimmte Drehzahl ansteigt. Wenn keine Freigabeforderung
vorliegt, endet dieses Programm ohne ein danach erfolgendes
Ausführen der Prozesse, wobei bei einer vorhandenen
Freigabeforderung der Prozess zu Schritt 312 weitergeht, um eine
Freigabeforderungsmarke Relflag einzuschalten. Danach wird die
Freigabesteuerung bei Schritt 314 ausgeführt, um den
Einrastzapfen 58 freizugeben. Der Einrastzapfen 58 wird
freigegeben, indem er aus dem Einrastloch 59 durch den
hydraulischen Druck herausgedrückt wird, der gleichmäßig auf
sowohl die Voreilkammer 42 als auch die Nacheilkammer 43
aufgebracht wird, indem der Haltestrom zum Halten der
Nockenwellenphase bei der Zwischenblockierphase zu dem Solenoid
53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29 bei dieser
Freigabesteuerung fließt.
Es wird dann bei Schritt 314 überprüft, ob das Freigeben des
Einrastzapfens 58 erfasst worden ist oder nicht. Die
Freigabesteuerung wird bis zu dem Zeitpunkt wiederholt, bei dem
das Freigeben erfasst worden ist. Danach geht der Prozess zu
Schritt 315 zu dem Zeitpunkt weiter, bei dem das Freigeben
erfasst worden ist, und die Freigabeforderungsmarke Relflag wird
ausgeschaltet, was bedeutet, dass keine Freigabeforderung mehr
vorliegt. Danach wird bei Schritt 316 das Zeitzählglied zum
Zählen der abgelaufenen Zeit C2 nach dem Erfassen des Freigebens
gelöscht und der Wert C2 von diesem Zeitzählglied wird gezählt
(siehe Schritt 207), um die verstrichene Zeit C2 nach dem
Erfassen des Freigebens zu messen.
Danach wird bei Schritt 318 überprüft, ob die verstrichene Zeit
C2 nach dem Erfassen des Freigebens eine Zeitspanne γ
überschritten hat oder nicht. Hierbei ist die Zeitspanne γ als
eine Zeitspanne zum Verringern der
Anormalitätsüberprüfungsbedingung beim Freigeben des Einrastens
eingestellt. Obwohl die Zeitspanne γ ein zuvor eingestellter
fixer Wert sein kann, kann sie durch eine Tabelle oder einen
numerischen Ausdruck unter Verwendung der Information wie
beispielsweise der Öltemperatur, der Kühlmitteltemperatur und
der Motortemperatur als ein Parameter eingestellt sein. Dadurch
kann die Zeitspanne zum Wiederherstellen der
Anormalitätsüberprüfungsbedingung auf den normalen Wert
entsprechend den Veränderungen der Zeitspanne geeignet
eingestellt werden, bis die Steuerung der Nockenwellenphase in
Abhängigkeit von der Öltemperatur (der Viskosität des Öles)
stabilisiert ist.
Um zu vermeiden, dass die vorübergehende Zunahme der Abweichung
ΔVT der tatsächlichen Ventilzeit VT direkt nach dem Freigeben
fehlerhaft als anormal bestimmt wird, bis zu dem Zeitpunkt, bei
dem die verstrichene Zeit C2 nach dem Erfassen des Freigebens
die Zeitspanne γ überschreitet, werden der
Anormalitätsüberprüfungswert α und/oder die Zeitspanne β bei
der bei dem Anormalitätsüberprüfungsprogramm von Fig. 23
verwendeten Anormalitätsüberprüfungsbedingung bei Schritt 319
niedriger angesetzt oder gelockert. Beispielsweise wird der
Anormalitätsüberprüfungswert α erhöht oder die Zeitspanne β wird
verlängert.
Der Prozess geht zu Schritt 320 zu dem Zeitpunkt weiter, bei dem
die verstrichene Zeit C2 nach dem Erfassen der Freigabe die
Zeitspanne γ überschreitet, um die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung zu dem Normalwert zurückkehren
zu lassen. Es sollte beachtet werden, dass die Prozesse bei
Schritt 314 bis 320 als eine
Anormalitätsüberprüfungsbedingungslockerungseinrichtung wirken.
Eine beispielartige Steuerung, die dann ausgeführt wird, wenn
das vorstehend beschriebene Freigabesteuerprogramm von Fig. 24
ausgeführt wird, ist nachstehend unter Bezugnahme auf ein
Zeitablaufdiagramm von Fig. 25 erläutert. Wenn bestimmt worden
ist, dass die Motordrehzahl bis über eine vorbestimmte Drehzahl
nach dem Ankurbeln des Motors auf der Grundlage des Signals von
dem Startschalter und der Motordrehzahl angestiegen ist, wird
die Freigabeforderungsmarke Relflag eingeschaltet. Dadurch wird
die Freigabesteuerung gestartet und der Einrastzapfen 58 wird
freigegeben, indem der Einrastzapfen 58 aus dem Einrastloch 59
durch den hydraulischen Druck herausgedrückt wird, der
gleichmäßig auf sowohl die Voreilkammer 42 als auch die
Nacheilkammer 43 aufgebracht wird, indem der Haltestrom zum
Halten der Nockenwellenphase bei der Zwischenblockierphase zu
dem Solenoid 53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29 fließt.
Dann wird die verstrichene Zeit C2 nach dem Erfassen des
Freigebens durch das Zeitzählglied zu dem Zeitpunkt gezählt, bei
dem das Freigeben erfasst worden ist, und die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung wird bis zu dem Zeitpunkt
gelockert, bei dem die verstrichene Zeit C2 nach dem Erfassen
des Freigebens die Zeitspanne γ überschreitet. Danach kehrt die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung zu dem Normalwert zu dem
Zeitpunkt zurück, bei dem die verstrichene Zeit C2 nach dem
Erfassen des Freigebens die Zeitspanne γ überschritten hat.
Es ist möglich, zu verhindern, dass die vorübergehende Zunahme
der Abweichung ΔVT der tatsächlichen Ventilzeit VT direkt nach
dem Freigeben als anormal bestimmt wird, indem die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung bis zu dem Zeitpunkt
verringert wird, bei dem die verstrichene Zeit C2 nach dem
Erfassen des Freigebens die Zeitspanne γ überschreitet. Da
darüber hinaus der Anormalitätsüberprüfungsprozess unter der
gelockerten Anormalitätsüberprüfungsbedingung selbst direkt nach
dem Freigeben fortgesetzt werden kann, ist es möglich, eine
Anormalität schnell zu erfassen, wenn sie tatsächlich
aufgetreten ist. Das heißt, es ist möglich, die beiden
Funktionen eines schnellen Erfassens der Anormalität und eines
Verhinderns einer fehlerhaften Erfassung zu erzielen.
Da die Motordrehzahl (die Drehzahl der Ölpumpe 28) und der
hydraulische Druck beim Anhalten des Motors 11 abfällt, ändert
sich die Nockenwellenphase natürlicherweise zu der Nacheilseite
durch das Lastmoment der einlassseitigen Nockenwelle 16. Dann
ist es erforderlich, die Nockenwellenphase an der
Zwischenblockierphase zu blockieren, indem der Einrastzapfen 58
in das Einrastloch 59 bei dem in Fig. 21 gezeigten Prozess
eingepasst wird und darin sitzt. Wenn jedoch die
Nockenwellenphase sich bereits bei der Nacheilseite durch ein
Überschreiten der Zwischenblockierphase beim Anhalten des Motors
11 befindet, reicht der Einrastzapfen 58 nicht bis zu dem
Einrastloch 59, und die Nockenwellenphase kann nicht bei der
Zwischenblockierphase selbst dann blockiert werden, wenn die
Nockenwellenphase sich zu der Nacheilseite aufgrund des
Abfallens des hydraulischen Druckes ändert.
Dann steuert die Motorsteuereinheit 21 das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 derart, dass die Nockenwellephase
voreilt, um sie zu blockieren, wenn die Nockenwellenphase bei
der Zwischenblockierphase beim Anhalten des Motors blockiert
werden muss, indem beispielsweise ein in Fig. 26 gezeigtes
Blockiervoreilsteuerprogramm (Blockiervoreilsteuerung)
ausgeführt wird.
Das Blockiervoreilsteuerprogramm von Fig. 26 wird periodisch
während des Betriebs der Motorsteuereinheit 21 ausgeführt. Wenn
dieses Programm aktiviert wird, wird bestimmt, ob der
Motoranhaltebefehl ausgegeben worden ist, indem zunächst bei
Schritt 321 überprüft wird, ob der Zündschalter 25 ausgeschaltet
ist oder nicht. Der Prozess bei diesem Schritt 321 wirkt als
eine Motoranhaltebefehlserfassungseinrichtung. Da das
Hauptrelais 71 eine bestimmte Zeitspanne lang selbst nach dem
Ausschalten des Zündschalters 25 eingeschaltet gehalten wird,
wie dies vorstehend beschrieben ist, kann die nachstehend
beschriebene Blockiervoreilsteuerung während dieser Zeitspanne
ausgeführt werden.
Wenn bei Schritt 321 bestimmt worden ist, dass der Zündschalter
25 ausgeschaltet ist und der Motoranhaltebefehl ausgegeben
worden ist, geht der Prozess zu Schritt 322 weiter, um die
Nockenwellenphasenvoreilsteuerung zu starten. Diese
Voreilsteuerung wird ausgeführt, indem der zu dem Solenoid 53
des Hydraulikdrucksteuerventils 29 zugeführte Strom unterbrochen
wird, um das Ventil in die Position zum Zuführen vom
hydraulischen Druck zu der Voreilkammer 42 durch die Feder 54
des Hydraulikdrucksteuerventils 29 zu schalten, um den
Hydraulikdruck in der Richtung des Voreilens der
Nockenwellenphase zu aktivieren und um den hydraulischen Druck
der Nacheilkammer 43 gleichzeitig ablaufen zu lassen. Die
Motordrehzahl (die Drehzahl der Ölpumpe 28) und der hydraulische
Druck fallen ab, da das Kraftstoffeinspritzen nach dem
Motoranhaltebefehl (siehe Fig. 27) angehalten wird, wobei die
Voreilsteuerung ausgeführt werden kann, indem der hydraulische
Druck durch die Kraft der vorstehend beschriebenen
Schraubenfeder in der Voreilrichtung unterstützt wird, wenn die
Motordrehzahl eine Drehzahl ist, bei der ein Leerlauf ermöglicht
ist.
Nach dem Starten der Voreilsteuerung geht der Prozess zu Schritt
323 weiter, um zu überprüfen, ob die Nockenwellenphase (die
tatsächliche Ventilzeit des Einlassventils), die auf der
Grundlage der Ausgabesignale des Kurbelwinkelsensors 20 und des
Nockenwinkelsensors 19 berechnet worden ist, gegenüber der
Zwischenblockierphase voreilt oder nicht. Wenn die
Nockenwellenphase nicht gegenüber der Zwischenblockierphase
voreilt, geht der Prozess zu Schritt 324 weiter, um die
Nockenwellenphasenvoreilsteuerung fortzusetzen (das Zuführen von
Strom zu dem Solenoid 53 zu unterbrechen).
Wenn bei Schritt 323 bestimmt worden ist, dass die
Nockenwellenphase gegenüber der Zwischenblockierphase voreilt,
geht der Prozess zu Schritt 325 weiter, um das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 mit Rückkopplung so zu regeln,
dass die Nockenwellenphase mit der Zwischenblockierphase
übereinstimmt.
Dann geht der Prozess von dem Schritt 324 oder 325 zu Schritt
326 weiter, um zu überprüfen, ob der Motor angehalten worden ist
oder nicht (ob die Motordrehzahl null ist). Wenn der Motor 11
noch nicht angehalten worden ist, geht der Prozess zu dem
vorstehend beschriebenen Schritt 323 zurück, um die
Nockenwellenphasenvoreilsteuerung oder die
Rückkopplungssteuerung im Bezug auf die Zwischenblockierphase
bei den Schritten 323 und 325 zu wiederholen. Wenn die Kraft der
Feder 62 des Einrastzapfens 58 den hydraulischen Druck
überschreitet, wenn der hydraulische Druck aufgrund des
Abfallens der Motordrehzahl abfällt, währen die
Nockenwellenphase um die Zwischenblockierphase herum gesteuert
wird, gelangt der Einrastzapfen 58 nach vorn und wird in das
Einrastloch 59 eingesetzt, womit die Nockenwellenphase bei der
Zwischenblockierphase blockiert ist. Danach endet dieses
Programm, wenn bei Schritt 326 bestimmt worden ist, dass der
Motor angehalten worden ist.
Wenn bei Schritt 321 bestimmt worden ist, dass der Zündschalter
25 eingeschaltet ist, geht außerdem der Prozess zu Schritt 327
weiter, um zu überprüfen, ob die Sensoren (der
Kurbelwinkelsensor 20, der Nockenwinkelsensor 19 und andere
Sensoren), die für die Ventilzeitsteuerung verwendet werden,
eine Anormalität aufweisen oder nicht. Dieser Schritt 327 wirkt
als eine Anormalitätsüberprüfungseinrichtung. Wenn bestimmt
worden ist, dass die Sensoren keine Anormalität aufweisen, geht
der Prozess zu Schritt 328 weiter, um zu überprüfen, ob ein
Abwürgen des Motors auftreten kann oder nicht, das heißt ob das
Fahrzeug sich in einem Fahrzustand, bei dem ein Abwürgen eines
Motors auftreten kann, befindet oder nicht. Die Möglichkeit des
Motorabwürgens wird durch das Ausmaß der Schwankung der Drehzahl
des Motors bei einem geringen Drehzahlbereich beispielsweise
bestimmt. Der Prozess bei Schritt 328 wirkt als eine
Motorabwürgmöglichkeitsbestimmungseinrichtung. Wenn bei Schritt
328 bestimmt worden ist, dass der Motor zu einem Abwürgen neigt,
geht der Prozess zu Schritt 329 weiter, um zu bestimmen, ob die
Motordrehzahl geringer als eine vorbestimmte Drehzahl S ist oder
nicht. Hierbei ist die vorbestimmte Drehzahl S auf eine Drehzahl
eingestellt, die geringfügig höher als eine Drehzahl ist, die
ein Sicherstellen des zum Voreilen der Nockenwellenphase
gegenüber der Zwischenblockierphase erforderlichen hydraulischen
Druckes verhindert.
Wenn bei Schritt 328 bestimmt worden ist, dass der Motor zu
einem Abwürgen neigt, oder wenn bei Schritt 329 bestimmt worden
ist, dass die Motordrehzahl geringer als die vorbestimmte
Drehzahl S ist, geht der Prozess zu Schritt 322 weiter, um die
Nockenwellenphasenvoreilsteuerung zu starten (die Stromzufuhr zu
dem Solenoid 53 wird angehalten). Dann wird die
Nockenwellenphasenvoreilsteuerung oder die
Rückkopplungssteuerung in Bezug auf die Zwischenblockierphase
bis zu dem Zeitpunkt wiederholt, bei dem der Motor 11 anhält
(Schritte 323 bis 326). Dadurch wird die Nockenwellenphase bei
der Zwischenblockierphase durch den Einrastzapfen 58 blockiert,
wenn die Kraft der Feder 62 des Einrastzapfens 58 den
hydraulischen Druck überschreitet, während die Nockenwellenphase
um die Zwischenblockierphase herum gesteuert wird.
Wenn bei den beiden vorstehend beschriebenen Schritten 328 und
329 ein "NEIN" bestimmt worden ist, wird der
Motorbetriebszustand als normal bestimmt, und der Prozess geht
zu Schritt 330 weiter, um die Normalventilzeitsteuerung für ein
Steuern der Nockenwellenphase (der tatsächlichen Ventilzeit) auf
die Zielphase (Zielventilzeit) auszuführen.
Wenn andererseits bei Schritt 327 bestimmt worden ist, dass der
Sensor anormal ist, kann die Nockenwellenphase nicht genau auf
die Zielphase gesteuert werden, so dass der Prozess zu Schritt
111 weitergeht, um die Nockenwellenphasenvoreilsteuerung
auszuführen (die Stromzufuhr zu dem Solenoid 53 wird
angehalten). Wenn der Sensor eine Anormalität aufweist, wird die
Nockenwellenphasenvoreilsteuerung bis zu dem Zeitpunkt
ausgeführt, bei dem der Motor 11 anhält, und die
Nockenwellenphasen wird eher bei der Voreilseite als bei der
Zwischenblockierphase positioniert.
Ein beispielartiges Ausführen der vorstehend beschriebenen
Blockiervoreilsteuerung ist nachstehend unter Bezugnahme auf ein
Zeitablaufdiagramm von Fig. 27 erläutert. Fig. 27 zeigt ein
Beispiel, das bei einem System angewendet wird, bei dem die
Nockenwellenphase eher zu der Nacheilseite als zu der
Zwischenblockierphase beim Ausschalten des Zündschalters 25
gesteuert wird (während des Leerlaufvorgangs).
Da die Kraftstoffeinspritzung angehalten wird, wenn der
Zündschalter 25 ausgeschaltet wird, fällt die Motordrehzahl (die
Drehzahl der Ölpumpe 28) ab und der Hydraulikdruck fällt ab.
Danach wird die Stromzufuhr zu dem Solenoid 53 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 angehalten, wenn der Zündschalter
25 ausgeschaltet ist, und das Ventil wird zu der Position zum
Zuführen von hydraulischem Druck zu der Voreilkammer 42 durch
die Feder 54 des Hydraulikdrucksteuerventils 29 geschaltet.
Dadurch wird die Nockenwellenphasenvoreilsteuerung gestartet und
die Nockenwellenphase ändert sich in die Voreilrichtung.
Danach kehrt, wenn die Nockenwellenphase durch ein Passieren der
Zwischenblockierphase voreilt, die Nockenwellenphase zu der
Zwischenblockierphase zurück, indem der Steuerstrom des
Solenoids 53 bei einer Rückkopplung gesteuert wird. Wenn die
Kraft der Feder 62 des Einrastzapfens 58 den hydraulischen Druck
überschreitet, während die Nockenwellenphase um die
Zwischenblockierphase durch die Voreilsteuerung oder die
Rückkopplungssteuerung bei der Zwischenblockierphase gesteuert
wird, wird der Einrastzapfen 58 in das Einrastloch 59 gesetzt
und die Nockenwellenphase wird bei der Zwischenblockierphase
blockiert. Der Motor 11 hält danach an.
Wie dies aus der vorstehend dargelegten Beschreibung ersichtlich
ist, eilt die Nockenwellenphase gegenüber der
Zwischenblockierphase durch die Blockiervoreilsteuerung vor,
wenn der Zündschalter 25 ausgeschaltet wird, so dass die
Nockenwellenphase zuverlässig bei der Zwischenblockierphase
durch die Blockiervoreilsteuerung selbst dann blockiert werden
kann, wenn die Nockenwellenphase sich eher bei der Nacheilseite
als bei der Zwischenblockierphase befindet, wenn der
Zündschalter 25 ausgeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, das
Startvermögen für das nächste Motorstarten zu verbessern und das
Geräusch zu verhindern, das ansonsten durch die Schwingung des
Flügels beim Ankurbeln des Motors bewirkt werden würde.
Da darüber hinaus die Rückkopplungssteuerung auf die
Zwischenblockierphase dann ausgeführt wird, wenn die
Nockenwellenphase sich eher bei der Voreilseite als bei der
Zwischenblockierphase befindet oder die Nockenwellenphase durch
die Blockiervoreilsteuerung durch ein Passieren durch die
Zwischenblockierphase voreilt, kann die Nockenwellenphase bei
der Zwischenblockierphase schnell und zuverlässig durch die
Rückkopplungssteuerung blockiert werden.
Jedoch ist ein Einrichten möglich, bei dem die
Rückkopplungssteuerung zu der Zwischenblockierphase nicht
ausgeführt wird. Die Nockenwellenphase kann bei der
Zwischenblockierphase zuverlässig auch in dem Fall blockiert
werden, bei dem die Nockenwellenphase gegenüber der
Zwischenblockierphase durch die Blockiervoreilsteuerung voreilt,
da die Nockenwellenphase stets die Zwischenblockierphase während
des Prozesses zum Ändern zu der Nacheilseite aufgrund des
Abfallens des hydraulischen Druckes erreicht, was durch den
Abfall der Motordrehzahl (der Drehzahl der Pumpe) bewirkt wird.
Da des weiteren die Blockiervoreilsteuerung ebenfalls bei dem
Betriebszustand ausgeführt wird, bei dem das Motorabwürgen
wahrscheinlich auftritt, kann die Nockenwellenphase bei der
Zwischenblockierphase zuverlässig selbst dann blockiert werden,
wenn ein Abwürgen des Motors auftritt, und das
Motorstartvermögen kann für das nächste Mal verbessert werden.
Da der hydraulische Druck beim Abfallen der Motordrehzahl (der
Drehzahl der Ölpumpe) abfällt, ist es möglich, dass der zum
Voreilen der Nockenwellenphase gegenüber der
Zwischenblockierphase erforderliche hydraulische Druck nicht
sichergestellt wird, wenn die Motordrehzahl zu gering ist. Da
jedoch die Blockiervoreilsteuerung gestartet wird, wenn die
Motordrehzahl bis unterhalb der vorbestimmten Drehzahl S
abfällt, das heißt bevor der niedrige Drehbereich erreicht
worden ist, bei dem die Motordrehzahl den zum Voreilen der
Nockenwellenphase gegenüber der Zwischenblockierphase
erforderlichen hydraulischen Druck gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel nicht sicherstellen kann, ist es möglich,
eine Situation zu vermeiden, bei dem die Nockenwellenphase nicht
gegenüber der Zwischenblockierphase aufgrund des Abfallens des
hydraulischen Druckes voreilen kann, der durch das Abfallen der
Motordrehzahl bewirkt wird.
Da des weiteren die Blockiervoreilsteuerung ausgeführt wird,
wenn bestimmt worden ist, dass der Sensor anormal ist, kann die
Nockenwellenphase eher zu der Voreilseite als zu der
Zwischenblockierphase beim Anhalten des Motors 11 selbst dann
positioniert werden, wenn die Nockenwellenphase nicht auf die
Zielphase aufgrund der Anormalität des Sensors gesteuert werden
kann. Daher erreicht die Nockenwellenphase stets die
Zwischenblockierphase bei dem Prozess des Änderns zu der
Nacheilseite aufgrund des Abfallens des hydraulischen Druckes,
der durch das Abfallen der Motordrehzahl (der Drehzahl der
Pumpe) bewirkt wird, wenn der Motor angehalten wird, selbst wenn
der Sensor anormal ist, und die Nockenwellenphase kann
zuverlässig bei der Zwischenblockierphase blockiert werden.
Es sollte beachtet werden, dass es möglich ist, die
Blockiervoreilsteuerung auszuführen, wenn die
Ventilzeitsteuerung als anormal befunden wurde, wenn das gesamte
Ventilzeitsteuersystem, das die Sensoren umfasst, dahingehen
überwacht wird, ob es anormal ist oder nicht.
Da des weiteren das Hydraulikdrucksteuerventil 29 so
eingerichtet ist, dass das Ventil automatisch zu der Position
zum Zuführen von hydraulischem Druck zu der Voreilkammer 42
durch die Feder 54 geschaltet wird, in der zu dem Solenoid 53
zugeführte Strom angehalten wird, kann der hydraulische Druck in
der Richtung des Voreilens der Nockenwellenphase kontinuierlich
aktiviert werden, selbst wenn es geschieht, dass das Hauptrelais
71 während der Blockiervoreilsteuerung ausschaltet, und die
Nockenwellenphase kann gegenüber der Zwischenblockierphase
voreilen. Jedoch ist ein derartiges Einrichten möglich, bei dem
der hydraulische Druck in der Richtung des Voreilens der
Nockenwellenphase wirkt, wenn Strom zu dem Solenoid 53 zugeführt
wird.
Hierbei kann die Nockenwellenphase bei der Zwischenblockierphase
ohne ein Ausführen der Blockiervoreilsteuerung in dem Zustand
blockiert werden, bei dem die Nockenwellenphase zu der
Voreilseite gegenüber der Zwischenblockierphase gesteuert wird,
wenn der Zündschalter 25 ausgeschaltet wird. Wenn die
Blockiervoreilsteuerung außerdem in diesem Fall ausgeführt wird,
wird die Zeitspanne zum Blockieren der Nockenwellenphase bei der
Zwischenblockierphase verlängert, da die Nockenwellenphase von
der Zwischenblockierphase durch die Blockiervoreilsteuerung
entfernt wird.
Dann wird ein Prozess, bei dem überprüft wird, ob die
Nockenwellenphase eher bei der Nacheilseite als bei der
Zwischenblockierphase positioniert ist oder nicht, vor Schritt
322 bei dem Blockiervoreilsteuerprogramm von Fig. 26
hinzugefügt, um die Blockiervoreilsteuerung bei und nach Schritt
322 nur dann auszuführen, wenn bestimmt worden ist, dass die
Nockenwellenphase sich eher bei der Nacheilseite als bei der
Zwischenblockierphase befindet. Dadurch muss eine nutzlose
Blockiervoreilsteuerung nicht ausgeführt werden, wenn die
Blockiervoreilsteuerung nicht erforderlich ist, und die
Zeitspanne zum Blockieren der Nockenwellenphase bei der
Zwischenblockierphase kann verkürzt werden.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl das Hauptrelais 71 im
eingeschalteten Zustand eine vorbestimmte Zeitspanne lang selbst
nach dem Ausschalten des Zündschalters 25 gehalten wird und das
Blockiervoreilsteuerprogramm in Fig. 26 während dieser
Zeitspanne ausgeführt werden kann, das Hauptrelais 71
gleichzeitig ausgeschaltet werden, wenn der Zündschalter 25
ausgeschaltet wird, um die Lieferung von Energie bei dem System
zu unterbrechen, wenn der Aufbau derart ist, dass das Ventil des
Hydraulikdrucksteuerventils zu der Position zum Liefern des
hydraulischen Druckes zu der Voreilkammer 42 24898 00070 552 001000280000000200012000285912478700040 0002010038072 00004 24779 durch die Feder 54
gedrängt wird. Da in diesem Fall der zu dem Solenoid 53 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 zugeführte Strom gleichzeitig
unterbrochen wird, wenn der Zündschalter 25 ausgeschaltet wird,
wird das Ventil zu der Position zum Zuführen von hydraulischem
Druck zu der Voreilkammer 42 durch die Feder 54 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 geschaltet, und der
Hydraulikdruck wirkt in der Richtung zum Voreilen der
Nockenwellenphase. Dadurch kann die Nockenwellenphase gegenüber
der Zwischenblockierphase voreilen und die Nockenwellenphase
kann bei der Zwischenblockierphase blockiert werden, selbst wenn
die Energiezufuhr ausgeschaltet ist.
Gemäß einem in den Fig. 28 bis 31 gezeigten vierten
Ausführungsbeispiel wird der hydraulische Druck zu der
Freigabekammer 60 innerhalb des Blockierloches 59 über Bahnen
geliefert, die sich von der Voreilkammer 42 und der
Nacheilkammer 43 unterscheiden.
Wie dies in den Fig. 28 bis 31 gezeigt ist, ist ein dem
Freigeben gewidmetes Freigabehydraulikdrucksteuerventil
(Fluiddrucksteuereinrichtung) 78 neben dem
Hydraulikdrucksteuerventil 29 zum Steuern des hydraulischen
Druckes der Voreilkammer 42 und der Nacheilkammer 43 vorgesehen.
Eine ringartige Freigabenut 77, die zusätzlich am Umfang der
einlassseitigen Nockenwelle 16 ausgebildet ist, steht mit dem
Freigabehydraulikdrucksteuerventil 78 in Verbindung, und durch
die Ölpumpe 28 gepumptes Öl wird zu der Freigabenut 77 über das
Freigabehydraulikdrucksteuerventil 78 geliefert. Eine
Freigabeölbahn 79, die mit der Freigabenut 77 verbunden ist, ist
so ausgebildet, dass sie durch die Innenseite der
einlassseitigen Nockenwelle 16 und die Schraube 37 dringt, um
mit einem innerhalb des Rotors 35 ausgebildeten Verbindungsloch
80 in Verbindung zu stehen. Dieses Verbindungsloch 80 steht mit
der Freigabenut 63 in Verbindung (siehe die Fig. 29 bis 31).
Das Freigabehydraulikdrucksteuerventil 78 ist ein Schaltventil
mit zwei Anschlüssen und drei Positionen, das ein Ventil durch
ein Solenoid 82 und eine Feder 81 antreibt und die Position des
Ventiles zwischen einer Position zum Zuführen des hydraulischen
Druckes zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63, der
Position zum Verbinden der Freigabekammer 60 und der Freigabenut
63 mit dem Ablauf und der Position für ein Verbinden des
Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 mit entweder der
Ölpumpe 28 und dem Ablauf umschaltet.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel führt die
Motorsteuereinheit 21 ein Freigabesteuerprogramm in Fig. 31 aus.
Wenn gemäß diesem Programm bei Schritt 401 ein Blockieren
bestimmt wird, geht der Prozess zu Schritt 402 weiter, um den
Steuerstrom des Solenoids 82 des
Freigabehydraulikdrucksteuerventils 78 derart zu steuern, dass
das Ventil zu der Position für ein Liefern von keinem
hydraulischen Druck zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut
63 umgeschaltet wird, das heißt beispielsweise die Position zum
Verbinden der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 mit dem
Ablauf.
Danach geht der Prozess zu Schritt 403 weiter, um den
Steuerstrom des Solenoids 53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29
derart zu steuern, dass der Hydraulikdruck lediglich zu der
Nacheilkammer 43 geliefert wird. Danach wird bei Schritt 404
überprüft, ob die vorbestimmte Zeitspanne S seit dem Start der
Zufuhr an hydraulischem Druck zu der Nacheilkammer 43 abgelaufen
ist oder nicht. Hierbei wird die vorbestimmte Zeitspanne S auf
eine Zeitspanne eingestellt, die erforderlich ist, damit die
Luft innerhalb der Einheit herausgesaugt wird, wenn der
hydraulische Druck zugeführt wird. Wenn die vorbestimmte
Zeitspanne S noch nicht abgelaufen ist, wird bei Schritt 404
bestimmt, dass die Luft innerhalb der Einheit noch nicht
vollständig herausgezogen worden ist und der Prozess wartet bei
Schritt 404.
Wenn bei Schritt 407 bestimmt worden ist, dass die vorbestimmte
Zeitspanne seit dem Start der Zufuhr des hydraulischen Druckes
zu der Nacheilkammer 43 abgelaufen ist, wird bestimmt, dass die
Luft innerhalb der Einheit herausgesaugt worden ist. Danach geht
der Prozess zu Schritt 205 weiter, um den Steuerstrom I des
Solenoids 53 des Hydraulikdrucksteuerventils 29 auf den
Haltestrom Ih zum Zuführen des hydraulischen Druckes zu sowohl
der Voreilkammer 42 als auch der Nacheilkammer 43 einzustellen.
Dann wird bei Schritt 406 bestimmt, ob die Zeitspanne T seit der
Vollendung des Ankurbelns abgelaufen ist oder nicht. Diese
Zeitspanne T wird durch eine Tabelle oder einen
Funktionsausdruck übereinstimmend mit der Kühlmitteltemperatur,
der Motortemperatur, der Fluidtemperatur und dergleichen
berechnet und wird auf eine Zeitspanne eingestellt, die
geringfügig länger als die Zeitspanne ist, die zum Zuführen des
hydraulischen Druckes erforderlich ist, die zum Steuern der
Nockenwellenphase nach der Vollendung des Ankurbelns ausreichend
ist. Wenn die Zeitspanne T seit der Vollendung des Ankurbelns
abgelaufen ist, wird bestimmt, dass der zum Steuern der
Nockenwellenphase ausreichende hydraulische Druck nicht
geliefert werden kann, und der Prozess wartet bei Schritt 406.
Wenn bei Schritt 406 bestimmt worden ist, dass die Zeitspanne T
seit der Vollendung des Ankurbelns angelaufen ist, wird
bestimmt, dass der zum Steuern der Nockenwellenphase
ausreichende hydraulische Druck geliefert worden ist. Danach
geht der Prozess zu Schritt 407 weiter, um den Steuerstrom des
Solenoids 82 des Freigabehydraulikdrucksteuerventils 78 so zu
steuern, dass der hydraulische Druck zu der Freigabekammer 60
und der Freigabenut 63 geliefert wird, um den Einrastzapfen 58
freizugeben.
Da kein hydraulischer Druck zu der Freigabekammer 60 und der
Freigabenut 63 beim Ankurbeln des Motors ebenfalls bei dem
vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel geliefert
wird, ist es möglich, zuverlässig zu verhindern, dass der
Einrastzapfen 58 bei einem Ankurbeln des Motors freigegeben
wird, und die Probleme der Verschlechterung des Startvermögens,
der Verschlechterung der Motorsteuerbarkeit und das Geräusch zu
vermeiden.
Obwohl ein Liefern des hydraulischen Druckes zu sowohl der
Voreilkammer 42 als auch der Nacheilkammer 43 beim Freigeben des
Einrastzapfens 58 bei dem System zum Liefern des hydraulischen
Druckes zu der Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 über die
Bahnen möglich ist, die sich von der Voreilkammer 42 und der
Nacheilkammer 43 unterscheiden, besteht die Möglichkeit, dass
eine Bahn zum Heraussaugen der Luft innerhalb der Einheit
beseitigt wird, und die Luft verbleibt innerhalb der
Voreilkammer 42 oder der Nacheilkammer 43, womit das Zuführen
des hydraulischen Druckes behindert wird.
Da jedoch der hydraulische Druck zu der Nacheilkammer 43
geliefert wird, um die Luft innerhalb der Einheit zunächst beim
Freigeben des Einrastzapfens 58 herauszusaugen, und der
hydraulische Druck zu sowohl der Voreilkammer 42 als auch der
Nacheilkammer 43 nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitspanne S
geliefert wird, die erforderlich ist, damit die Luft gemäß dem
vierten Ausführungsbeispiel herausgesaugt wird, ist es möglich,
die Luft innerhalb der Einheit jedesmal dann herauszusaugen,
wenn das Freigeben ausgeführt wird, um zu verhindern, dass die
Luft in der Voreilkammer 42 und in der Nacheilkammer 43
verbleibt, und um einen Fehler bei der Zufuhr des hydraulischen
Druckes zu verhindern, der ansonsten durch die Luft bewirkt
worden würde, womit die Betriebszuverlässigkeit verbessert wird.
Es sollte hierbei beachtet werden, dass, obwohl der hydraulische
Druck zu den beiden Kammern 42 und 43 nach dem Liefern des
hydraulischen Druckes zu der Nacheilkammer 43 bei dem vierten
Ausführungsbeispiel geliefert worden ist, der hydraulische Druck
zu den beiden Kammern 42 und 43 nach dem Liefern des
hydraulischen Druckes zu der Voreilkammer 42 geliefert werden
kann.
Obwohl die hydraulische Steuerung der Voreilkammer 42 und der
Nacheilkammer 43 und die hydraulische Steuerung der
Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 durch unterschiedliche
Steuerventile (das Hydraulikdrucksteuerventil 29 und das
Freigabehydraulikdrucksteuerventil 78) ausgeführt werden, kann
die hydraulische Steuerung der Voreilkammer 42 und der
Nacheilkammer 43 und die hydraulische Steuerung der
Freigabekammer 60 und der Freigabenut 63 durch ein Steuerventil
ausgeführt werden.
Nachstehend ist ein fünftes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Obwohl die Zeitspanne zum Lockern der
Anormalitätsüberprüfungsbedingung durch die abgelaufende
Zeitspanne C2 nach dem Erfassen des Freigebens bei dem dritten
Ausführungsbeispiel eingestellt wird, wird die zeitliche
Abstimmung für das Enden der Zeitspanne zum Lockern oder
niedriger Ansetzen der Anormalitätsüberprüfungsbedingung
bestimmt, indem herausgefunden wird, ob die tatsächliche
Ventilzeit VT (Nockenwellenphase) innerhalb eines vorbestimmten
Bereiches um die Zwischenblockierphase herum länger als eine
vorbestimmte Zeit nach dem Freigeben verbleibt oder nicht. Das
heißt, obwohl die Nockenwellenphase durch die Seite gedrückt
wird, bei der der hydraulische Druck hoch ist, und sich in dem
Augenblick des Freigebens plötzlich ändert, wenn der
Einrastzapfen 58 in dem Zustand freigegeben wird, bei dem der
hydraulische Druck von sowohl der Voreilkammer als auch der
Nacheilkammer 42 und 43 nicht gleichmäßig ist, kann die
Nockenwellenphase auf den Zielwert (um die Zwischenblockierphase
herum) danach gesteuert werden, wenn der hydraulische Druck
sowohl der Voreilkammer als auch der Nacheilkammer 42 und 43
ausgeglichen ist, und die Nockenwellenphase kann gesteuert
werden. Dem gemäß kann bestimmt werden, dass die Steuerung der
tatsächlichen Ventilzeit VT stabilisiert wird, wenn die
tatsächliche Ventilzeit VT innerhalb des vorbestimmten Bereiches
um die Zwischenblockierphase herum länger als die vorbestimmte
Zeitspanne nach dem Freigeben verbleibt. In diesem Fall wird die
vorübergehende Zunahme der Abweichung ΔVT der tatsächlichen
Ventilzeit VT direkt nach dem Freigeben nicht fehlerhafterweise
als anormal bestimmt, selbst wenn die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung zu dem Normalwert zurückkehrt.
Dem gemäß wird das Lockern/die Rückkehr der
Anormalitätsüberprüfungsbedingung durch das
Freigabesteuerprogramm von Fig. 32 gesteuert. Die gleichen
Prozesse mit den Schritten 311 bis 315 bei Fig. 24 werden
ebenfalls durch dieses Programm bei den Schritten 501 bis 505
ausgeführt, um den Einrastzapfen 58 entsprechend der
Freigabeforderung freizugeben und die Freigabeforderungsmarke
Relflag auszuschalten.
Danach geht der Prozess zu Schritt 507 nach dem Erfassen der
tatsächlichen Ventilzeit VT (tatsächlicher Voreilwinkel der
einlassseitigen Nockenwelle 16) des Einlassventils auf der
Grundlage der Ausgabesignale des Kurbelwinkelsensors 20 und des
Nockenwinkelsensors 19 bei Schritt 506 weiter, um zu bestimmen,
ob die tatsächliche Ventilzeit VT innerhalb des vorbestimmten
Bereiches um die Zwischenblockierphase herum ist oder nicht (VTA
< VT < VTB). Wenn die tatsächliche Ventilzeit VT sich nicht
innerhalb des vorbestimmten Bereiches um die
Zwischenblockierphase herum befindet, geht der Prozess zu
Schritt 508 weiter, um das Zeitzählglied zum Zählen der Zeit C3
zu löschen, bei der die tatsächliche Ventilzeit VT innerhalb des
vorbestimmten Bereiches um die Zwischenblockierphase herum
verbleibt. Dann geht der Prozess zu Schritt 511 weiter, um den
Anormalitätsüberprüfungswert α und/oder die Zeitspanne β bei
der bei dem Anormalitätsüberprüfungsprogramm von Fig. 23
verwendeten Anormalitätsüberprüfungsbedingung zu lockern, um zu
vermeiden, dass die vorübergehende Zunahme der Abweichung der
tatsächlichen Ventilzeit VT direkt nach dem Freigeben
fehlerhafterweise als anormal bestimmt wird. Danach geht der
Prozess zu dem vorstehend beschriebenen Schritt 506 zurück.
Wenn sich die tatsächliche Ventilzeit VT innerhalb des
vorbestimmten Bereiches um die Zwischenblockierphase herum
befindet, geht der Prozess zu Schritt 509 weiter, um den Wert C3
des Zeitzählgliedes zum Zählen der Zeit C3 heraufzuzählen, bei
der die tatsächliche Ventilzeit VT innerhalb des vorbestimmten
Bereiches um die Zwischenblockierphase herum verbleibt. Dann
wird bestimmt, ob diese Zeitspanne C3 eine Zeitspanne δ
überschreitet oder nicht. Wenn sie diese Zeitspanne nicht
überschreitet, geht der Prozess zu Schritt 511 weiter, um die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung zu lockern. Dann kehrt der
Prozess zu Schritt 506 zurück. Der Zustand, bei dem die
Anormalitätsüberprüfungsbedingung gelockert ist, wird bis zu dem
Zeitpunkt fortgesetzt, bei dem die Zeitspanne C3, bei der die
tatsächliche Ventilzeit VT innerhalb des vorbestimmten Bereiches
um die Zwischenblockierphase herum verbleibt, die Zeitspanne δ
überschreitet, indem die derartigen Prozesse wiederholt werden.
Danach geht der Prozess zu Schritt 512 zu dem Zeitpunkt weiter,
bei dem die Zeitspanne C3, bei der die tatsächliche Ventilzeit
VT innerhalb des vorbestimmten Bereiches um die
Zwischenblockierphase herum verbleibt, die Zeitspanne
überschreitet, damit die Anormalitätsüberprüfungsbedingung auf
den Normalwert zurückkehrt. Danach wird der Wert C3 des
Zeitzählgliedes bei Schritt 513 gelöscht, und das Programm
endet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel
ist es möglich, dass die Anormalitätsüberprüfungsbedingung auf
den normalen Wert zurückkehrt, und dass zuverlässig verhindert
wird, dass die Anormalität fehlerhafterweise bestimmt wird,
indem bestimmt wird, ob die Ventilzeitsteuerung tatsächlich
stabilisiert worden ist oder nicht, wobei dies aus dem Verhalten
der tatsächlichen Ventilzeit VT (Nockenwellenphase) nach dem
Freigeben herrührt.
Nachstehend ist ein sechstes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Obwohl der Einrastzapfen 58 unmittelbar zu dem Zeitpunkt
freigegeben wird, bei dem die Motordrehzahl auf die vorbestimmte
Drehzahl oder höher nach dem Ankurbeln des Motors bei dem
dritten und fünften Ausführungsbeispiel ansteigt, gibt es einen
Fall, bei dem der Einrastzapfen 58 schwerlich in dem Einrastloch
59 sitzt, wenn der Motor bei einem derartigen Aufbau angehalten
wird. Wenn beispielsweise der Motor 11 vor dem Anstieg der
Öltemperatur zu einem Kaltzeitpunkt angehalten wird, ist die
Viskosität des Öles innerhalb des Hydraulikschaltkreises hoch
und ist das Fließvermögen des Öles schlecht. Dem gemäß wird kaum
Öl aus dem Einrastloch 59 herausgesaugt, und der Einrastzapfen
58 sitzt kaum in dem Einrastloch 59. Wenn der Einrastzapfen 58
während des Betriebs des Motors in einem derartigen Zustand
freigegeben wird, sitzt der Einrastzapfen 58 kaum in dem
Einrastloch 59, und die Nockenwellenphase kann nicht bei der
Zwischenblockierphase beim Anhalten des Motors danach blockiert
werden.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird das Freigeben des
Einrastzapfens 58 verhindert, bis die Nockenwellenphase nach dem
Ankurbeln des Motors bewegbar wird, wobei dies durch ein
Freigabeermöglichungs-verhinderungsbestimmungsprogramm in Fig.
33 geschieht. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
bestimmt, ob die Nockenwellenphase bewegbar ist oder nicht,
indem die Kühlmitteltemperatur als eine Ersatzinformation in
Bezug auf die Öltemperatur unter der Berücksichtigung verwendet
wird, dass die Bewegung der Nockenwellenphase sich in
Abhängigkeit von der Viskosität (Öltemperatur) des Öles
innerhalb der hydraulischen Schaltung ändert.
Wenn das Freigabeermöglichungs-verhinderungsbestimmungsprogramm
von Fig. 33 aktiviert wird, wird bei Schritt 601 überprüft, ob
die Kühlmitteltemperatur geringer als eine vorbestimmte
Temperatur Tc ist oder nicht. Wenn die Kühlmitteltemperatur
geringer als die vorbestimmte Temperatur Tc ist, wird bestimmt,
dass die Viskosität des Öles innerhalb der hydraulischen
Schaltung hoch ist, und der Einrastzapfen 58 sitzt schwerlich in
dem Einrastloch 59. Dann geht der Prozess zu Schritt 602 weiter,
um das Freigeben zu verhindern. In diesem Fall wird der Betrieb
des Motors fortgesetzt, während der Einrastzapfen 58 eingerastet
ist, und es wird keine Ventilzeitsteuerung ausgeführt.
Dann wird zu dem Zeitpunkt, bei dem die Kühlmitteltemperatur bis
oberhalb der vorbestimmten Temperatur angestiegen ist, bestimmt,
dass die Nockenwellenphase beweglich ist. Dann geht der Prozess
zu Schritt 603 weiter, um das Freigeben zu ermöglichen. Die
Freigabesteuerung wird ausgeführt, wenn die andere
Freigabebedingung in diesem Fall eingehalten ist. Dann wird der
Einrastzapfen 58 freigegeben und die Normalventilzeitsteuerung
wird gestartet.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird das Freigeben des
Einrastzapfens 58 bis zu dem Zeitpunkt verhindert, bei dem die
Nockenwellenphase nach dem Ankurbeln des Motors bewegbar wird,
so dass der Motor 11 in dem Zustand in de Zustand angehalten
wird, bei dem die Nockenwellenphase durch den Einrastzapfen 58
blockiert ist, wenn der Motor 11 angehalten wird, bevor die
Nockenwellenphase nach dem Ankurbeln beweglich wird. Daher kann
der Motor in dem Zustand angekurbelt werden, bei dem die
Nockenwellenphase durch den Einrastzapfen 58 beim Ankurbeln des
Motors beim nächsten Mal fest eingerastet ist, und es ist
möglich, die Probleme der Verschlechterung des Startvermögens
und das durch das Fehlverhalten bei dem Einrasten bewirkte
Geräusch zu vermeiden.
Es ist möglich zu bestimmen, ob die Nockenwellenphase bewegbar
ist oder nicht, indem die Öltemperatur und die Motortemperatur
verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, das Freigeben des
Einrastzapfens 58 zu verhindern, indem bestimmt wird, dass die
Bewegung der Nockenwellenphase schlecht ist, wenn eine
Anormalität bei dem Ventilzeitsteuersystem erfasst worden ist.
Gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel wird das Hauptrelais
710 unmittelbar zu dem Zeitpunkt ausgeschaltet, wenn die
Nockenwellenphase gegenüber der Zwischenblockierphase voreilt.
Das heißt, die Motorsteuereinheit 21 führt ein
Hauptrelaissteuerprogramm bei Fig. 34 zusammen mit dem
Blockiervoreilsteuerprogramm von Fig. 26 (siehe drittes
Ausführungsbeispiel) aus. Das Hauptrelaissteuerprogramm von Fig.
34 wird gleichzeitig mit dem Zündschalter 25 aktiviert und wirkt
als eine Hauptrelaissteuereinrichtung. Bei diesem Programm
werden ein Prozess (siehe Schritt 701) zum Bestimmen, ob die
Nockenwellenphase gegenüber der Zwischenblockierphase voreilt
oder nicht, und ein Prozess (siehe Schritt 702) für ein
Bestimmen, ob die vorbestimmte Zeitspanne seit dem Ausschalten
des Zündschalters 25 abgelaufen ist oder nicht, bei
vorbestimmten Zeitspannen wiederholt. Hierbei ist die
vorbestimmte Zeitspanne so eingestellt, dass ein bestimmtes Maß
an einem Spielraum in bezug auf die Zeit gestattet wird, die zum
Voreilen der Nockenwellenphase gegenüber der
Zwischenblockierphase beispielsweise erforderlich ist.
Danach geht, wenn bei einem der Schritte 701 und 702 ein "JA"
bestimmt worden ist, der Prozess zu Schritt 703 weiter, um das
Hauptrelais 71 auszuschalten und das Programm zu enden. Es
sollte beachtet werden, dass das Hauptrelais 71 unmittelbar zu
dem Zeitpunkt ausgeschaltet wird, bei dem die Nockenwellenphase
gegenüber der Zwischenblockierphase voreilt, wobei die Prozesse
der Rückkopplungssteuerung zu der Zwischenblockierphase (siehe
die Schritte 323 und 325) unnötig werden, wenn das
Blockiervoreilsteuerprogramm von Fig. 26 ausgeführt wird.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen siebenten Ausführungsbeispiel
wird das Hauptrelais 710 zu dem Zeitpunkt ausgeschaltet
(durchgehende Linie in Fig. 35), bei dem die Nockenwellenphase
die Zwischenblockierphase durch die Blockiervoreilsteuerung
erreicht, wie dies in Fig. 35 gezeigt ist. Dadurch kann eine
Einschaltzeit (eine Stromlieferzeit) des Hauptrelais 710 nach
dem Ausschalten des Zündschalters 25 stets minimal eingestellt
werden. Des weiteren wird als ein Fail-safe-Verhalten beim
Auftreten eines Systemfehlers das Hauptrelais 710 zu dem
Zeitpunkt ausgeschaltet, bei dem die Zeitspanne T abgelaufen
ist, wenn die Nockenwellenphase nicht gegenüber der
Zwischenblockierphase bis zu dem Zeitpunkt voreilen kann, bei
dem die vorbestimmte Zeitspanne seit dem Ausschalten des
Zündschalters 25 abgelaufen ist (gestrichelte Linie in Fig. 35).
Dadurch ist es möglich, die Situation zu verhindern, bei der das
Hauptrelais 710 eine lange Zeitspanne lang bei einem anormalen
System eingeschaltet bleibt. Jedoch ist es möglich, den Prozess
des Schrittes 702 bei Fig. 34 wegzulassen.
Obwohl die jeweiligen vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auf das
Steuergerät für eine variable Ventilzeit bei dem Einlassventil
angewendet ist, kann die Erfindung ebenfalls bei einem
Steuergerät für eine variable Ventilzeit eines Auslassventiles
angewendet werden. Außerdem kann der Aufbau der
Ventilzeiteinstelleinheit abgewandelt werden. Dies wird dann
geschehen, wenn es sich um die Ventilzeiteinstelleinheit der Art
zum Blockieren der Nockenwellenphase bei der
Zwischenblockierphase handelt.
Das Steuergerät für die variable Ventilzeit ist so aufgebaut,
dass ein hydraulischer Druck zu der Freigabekammer 60 für das
Freigeben des Einrastzapfens 58 lediglich von der Nacheilkammer
geliefert wird. Beim Ankurbeln des Motors (11) wird das
Hydraulikdrucksteuerventil 29 so gesteuert, dass der
hydraulische Druck lediglich zu der Voreilkammer geliefert wird
und der hydraulische Druck nicht auf die Freigabekammer 60
aufgebracht wird. Dadurch wird verhindert, dass der
Einrastzapfen 58 beim Ankurbeln des Motors zuvor freigegeben
wird. Danach wird ein Steuerstrom des Solenoids 53 des
Hydraulikdrucksteuerventils 29 auf den Haltestrom Ih zum Halten
der Position der Nockenwellenphase zu dem Zeitpunkt geschaltet,
bei dem eine zum Ermöglichen des Lieferns des hydraulischen
Druckes erforderliche Zeitspanne zum Steuern der
Nockenwellenphase nach der Vollendung des Ankurbelns ausreichend
ist, um den hydraulischen Druck gleichermaßen zu sowohl der
Voreilkammer als auch der Nacheilkammer zu liefern. Dadurch wird
der hydraulische Druck ebenfalls zu der Freigabekammer 60 von
der Nacheilkammer geliefert und der Einrastzapfen 58 wird
freigegeben.
Claims (20)
1. Steuergerät für eine variable Ventilzeit eines
Verbrennungsmotors (11) mit:
einem ersten Drehkörper (31), der sich synchron mit einer Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors dreht;
einem zweiten Drehkörper (35), der konzentrisch zu dem ersten Drehkörper angeordnet ist und mit einer Nockenwellen (16, 17) für ein Öffnen/Schließen eines Motorventils verbunden ist;
einem Flügel (41), der entweder an dem ersten Drehkörper oder dem zweiten Drehkörper vorgesehen ist, um eine zwischen den beiden Drehkörpern ausgebildete Fluidkammer in eine Voreilkammer (42) und eine Nacheilkammer (43) zu teilen;
einer Fluiddrucksteuereinrichtung (29, 78) für ein Steuern des Druckes eines Fluides, das von der Voreilkammer und der Nacheilkammer geliefert wird;
einer Ventilzeitsteuereinrichtung (21) für ein variables Steuern der Ventilzeit durch ein Ändern einer Nockenwellenphase in Bezug auf die Kurbelwelle, indem der erste Drehkörper und der zweite Drehkörper und der zweite Drehkörper relativ gedreht werden;
einer Blockiereinrichtung (58), die so gedrängt wird, dass die Nockenwellenphase bei einer Zwischenblockierphase innerhalb ihres steuerbaren Bereiches blockiert wird, während der Verbrennungsmotor angehalten ist oder bei dem Ankurbeln des Motors;
einer Freigabekammer (60), zu der ein Fluiddruck zum Freigeben der Nockenwellenphase der Blockiereinrichtung geliefert wird; und
einer Freigabesteuereinrichtung (21) für ein Steuernder Fluiddrucksteuereinrichtung derart, dass kein Fluiddruck, der ein Freigeben bewirkt, zu der Freigabekammer beim Ankurbeln des Motors aufgebracht ist.
einem ersten Drehkörper (31), der sich synchron mit einer Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors dreht;
einem zweiten Drehkörper (35), der konzentrisch zu dem ersten Drehkörper angeordnet ist und mit einer Nockenwellen (16, 17) für ein Öffnen/Schließen eines Motorventils verbunden ist;
einem Flügel (41), der entweder an dem ersten Drehkörper oder dem zweiten Drehkörper vorgesehen ist, um eine zwischen den beiden Drehkörpern ausgebildete Fluidkammer in eine Voreilkammer (42) und eine Nacheilkammer (43) zu teilen;
einer Fluiddrucksteuereinrichtung (29, 78) für ein Steuern des Druckes eines Fluides, das von der Voreilkammer und der Nacheilkammer geliefert wird;
einer Ventilzeitsteuereinrichtung (21) für ein variables Steuern der Ventilzeit durch ein Ändern einer Nockenwellenphase in Bezug auf die Kurbelwelle, indem der erste Drehkörper und der zweite Drehkörper und der zweite Drehkörper relativ gedreht werden;
einer Blockiereinrichtung (58), die so gedrängt wird, dass die Nockenwellenphase bei einer Zwischenblockierphase innerhalb ihres steuerbaren Bereiches blockiert wird, während der Verbrennungsmotor angehalten ist oder bei dem Ankurbeln des Motors;
einer Freigabekammer (60), zu der ein Fluiddruck zum Freigeben der Nockenwellenphase der Blockiereinrichtung geliefert wird; und
einer Freigabesteuereinrichtung (21) für ein Steuernder Fluiddrucksteuereinrichtung derart, dass kein Fluiddruck, der ein Freigeben bewirkt, zu der Freigabekammer beim Ankurbeln des Motors aufgebracht ist.
2. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 1,
wobei
die Freigabekammer mit der Nacheilkammer in Verbindung steht und mit einem Fluiddruck von der Nacheilkammer beliefert wird; und
die Freigabesteuereinrichtung die Fluiddrucksteuereinrichtung derart steuert, dass der Fluiddruck lediglich zu der Voreilkammer beim Ankurbeln des Motors beliefert wird.
die Freigabekammer mit der Nacheilkammer in Verbindung steht und mit einem Fluiddruck von der Nacheilkammer beliefert wird; und
die Freigabesteuereinrichtung die Fluiddrucksteuereinrichtung derart steuert, dass der Fluiddruck lediglich zu der Voreilkammer beim Ankurbeln des Motors beliefert wird.
3. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 1,
wobei
die Freigabekammer mit der Voreilkammer in Verbindung steht und mit einem Fluiddruck von der Voreilkammer beliefert wird; und
die Freigabesteuereinrichtung die Fluiddrucksteuereinrichtung derart steuert, dass der Fluiddruck lediglich zu der Nacheilkammer beim Ankurbeln des Motors geliefert wird.
die Freigabekammer mit der Voreilkammer in Verbindung steht und mit einem Fluiddruck von der Voreilkammer beliefert wird; und
die Freigabesteuereinrichtung die Fluiddrucksteuereinrichtung derart steuert, dass der Fluiddruck lediglich zu der Nacheilkammer beim Ankurbeln des Motors geliefert wird.
4. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 1,
wobei
die Freigabekammer mit dem Fluiddruck über Bahnen beliefert wird, die sich von der Voreilkammer und der Nacheilkammer unterscheiden; und
die Freigabesteuereinrichtung derart steuert, dass kein Fluiddruck, der ansonsten ein Freigeben bewirken würde, auf die Freigabekammer beim Ankurbeln des Motors aufgebracht wird.
die Freigabekammer mit dem Fluiddruck über Bahnen beliefert wird, die sich von der Voreilkammer und der Nacheilkammer unterscheiden; und
die Freigabesteuereinrichtung derart steuert, dass kein Fluiddruck, der ansonsten ein Freigeben bewirken würde, auf die Freigabekammer beim Ankurbeln des Motors aufgebracht wird.
5. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 4, wobei
die Freigabesteuereinrichtung das Steuern des Aufbringens
von keinem Fluiddruck, der ansonsten ein Freigeben bewirken
würde, auf die Freigabekammer bis zu dem Zeitpunkt fortsetzt,
bei dem eine vorbestimmte Zeitspanne seit dem Vollenden des
Ankurbelns abgelaufen ist.
6. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 5,
wobei
die Freigabesteuereinrichtung die vorbestimmte Zeitspanne
entsprechend der Temperatur des Fluides einstellt.
7. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 5,
wobei
die Freigabesteuereinrichtung die vorbestimmte Zeitspanne
entsprechend einer Kühlmitteltemperatur einstellt.
8. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7, wobei
die Freigabesteuereinrichtung das Liefern des Fluiddruckes
zu der Freigabekammer dann startet, wenn der durch die
Fluiddrucksteuereinrichtung Fluiddruck größer als der
vorbestimmte Druck wird.
9. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 8, wobei
die Freigabesteuereinrichtung die Blockiereinrichtung
freigibt, indem der Fluiddruck zu der Freigabekammer in dem
Zustand geliefert wird, bei dem der Fluiddruck zu zumindest
entweder der Voreilkammer oder der Nacheilkammer beim Freigeben
der Blockiereinrichtung geliefert wird.
10. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 2
oder 3, wobei
die Freigabesteuereinrichtung die Blockiereinrichtung
freigibt, indem die Fluiddrucksteuereinrichtung so gesteuert
wird, dass der Fluiddruck zu sowohl der Voreilkammer als auch
der Nacheilkammer beim Freigeben der Blockiereinrichtung
zugeführt wird.
11. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 4,
wobei
die Freigabesteuereinrichtung die Blockiereinrichtung
freigibt, indem der Fluiddruck zu der Freigabekammer in dem
Zustand geliefert wird, bei dem der Fluiddruck auf die beiden
Kammern aufgebracht wird, indem der Fluiddruck zu der anderen
Kammer nach dem Liefern des Fluiddruckes zu der einen Kammer von
der Voreilkammer bzw. der Nacheilkammer beim Freigeben der
Blockiereinrichtung geliefert wird.
12. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 11, das des weiteren folgendes aufweist:
eine Haltestromerkennungseinrichtung (69) zum Erfahren eines Steuerstroms der Fluiddrucksteuereinrichtung zum Halten der Nockenwellenphase als ein Haltestrom, wobei
die Freigabesteuereinrichtung den Steuerstrom der Fluiddrucksteuereinrichtung beim Freigeben der Blockiereinrichtung um den Haltestrom herum einstellt, der durch die Haltestromerkennungseinrichtung in Erfahrung gebracht wird.
eine Haltestromerkennungseinrichtung (69) zum Erfahren eines Steuerstroms der Fluiddrucksteuereinrichtung zum Halten der Nockenwellenphase als ein Haltestrom, wobei
die Freigabesteuereinrichtung den Steuerstrom der Fluiddrucksteuereinrichtung beim Freigeben der Blockiereinrichtung um den Haltestrom herum einstellt, der durch die Haltestromerkennungseinrichtung in Erfahrung gebracht wird.
13. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß eine der
Ansprüche 1 bis 11, das des weiteren folgendes aufweist:
eine Haltestromberechnungseinrichtung (69) zum Berechnen des Steuerstroms der Fluiddrucksteuereinrichtung zum Halten der Nockenwellenphase als ein Haltestrom auf der Grundlage der Temperaturinformation wie beispielsweise der Fluidtemperatur, der Kühlmitteltemperatur und der Motortemperatur,
wobei die Freigabesteuereinrichtung den Steuerstrom der Fluiddrucksteuereinrichtung beim Freigeben der Blockiereinrichtung um den Haltestrom herum einstellt, der durch die Haltestromberechnungseinrichtung berechnet worden ist.
eine Haltestromberechnungseinrichtung (69) zum Berechnen des Steuerstroms der Fluiddrucksteuereinrichtung zum Halten der Nockenwellenphase als ein Haltestrom auf der Grundlage der Temperaturinformation wie beispielsweise der Fluidtemperatur, der Kühlmitteltemperatur und der Motortemperatur,
wobei die Freigabesteuereinrichtung den Steuerstrom der Fluiddrucksteuereinrichtung beim Freigeben der Blockiereinrichtung um den Haltestrom herum einstellt, der durch die Haltestromberechnungseinrichtung berechnet worden ist.
14. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 13,
wobei
die Freigabesteuereinrichtung den Steuerstrom der
Fluiddrucksteuereinrichtung beim Freigeben der
Blockiereinrichtung auf einen Wert einstellt, der durch ein
Verschieben des Haltestroms um einen vorbestimmten Wert erhalten
wird.
15. Steuergerät für eine variable Ventilzeit von einem
Verbrennungsmotor (11) mit:
einer Ventilzeitsteuereinrichtung (18) für ein variables Steuern der Ventilzeit durch ein Ändern einer Drehphase einer Nockenwelle (16, 17) im Bezug auf eine Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors durch einen hydraulischen Druck;
einer Blockiereinrichtung (58), die so gedrängt wird, dass sie die Nockenwellenphase bei einer Zwischenblockierphase blockiert, die sich annähernd an der Zwischenposition ihres steuerbaren Bereiches befindet, während der Verbrennungsmotor angehalten wird oder angekurbelt wird;
einer Anormalitätsüberprüfungseinrichtung (21) für ein Überprüfen, ob bei der Ventilzeitsteuereinrichtung eine Anormalität vorliegt oder nicht; und
einer Anormalitätsüberprüfungsbedingungslockerungseinrichtung (21) für ein Lockern der Anormalitätsüberprüfungsbedingung, die bei der Anormalitätsüberprüfungseinrichtung beim Freigeben der Blockiereinrichtung verwendet wird.
einer Ventilzeitsteuereinrichtung (18) für ein variables Steuern der Ventilzeit durch ein Ändern einer Drehphase einer Nockenwelle (16, 17) im Bezug auf eine Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors durch einen hydraulischen Druck;
einer Blockiereinrichtung (58), die so gedrängt wird, dass sie die Nockenwellenphase bei einer Zwischenblockierphase blockiert, die sich annähernd an der Zwischenposition ihres steuerbaren Bereiches befindet, während der Verbrennungsmotor angehalten wird oder angekurbelt wird;
einer Anormalitätsüberprüfungseinrichtung (21) für ein Überprüfen, ob bei der Ventilzeitsteuereinrichtung eine Anormalität vorliegt oder nicht; und
einer Anormalitätsüberprüfungsbedingungslockerungseinrichtung (21) für ein Lockern der Anormalitätsüberprüfungsbedingung, die bei der Anormalitätsüberprüfungseinrichtung beim Freigeben der Blockiereinrichtung verwendet wird.
16. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 15,
wobei
die Anormalitätsüberprüfungsbedingungslockerungseinrichtung
die Anormalitätsüberprüfungsbedingung auf den normalen Wert
zurückkehren lässt, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne seit
dem Zeitpunkt abgelaufen ist, bei dem das Freigeben der
Blockiereinrichtung erfasst worden ist.
17. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 16,
wobei
die Anormalitätsüberprüfungsbedingungslockerungseinrichtung
die vorbestimmte Zeitspanne auf der Grundlage der Temperatur von
zumindest dem Öl, dem Kühlmittel bzw. dem Motor einstellt.
18. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß einem der
Ansprüche 15 bis 17, wobei
die Anormalitätsüberprüfungsbedingungslockerungseinrichtung
die Anormalitätsüberprüfungsbedingung auf den normalen Wert
zurückkehren lässt, wenn die Nockenwellenphase innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches länger als eine vorbestimmte Zeitspanne
nach dem Freigeben der Blockiereinrichtung verbleibt.
19. Steuergerät für eine variable Ventilzeit eines
Verbrennungsmotors (11) mit:
einer Ventilzeitsteuereinrichtung (18) für ein variables Steuern der Ventilzeit durch ein Ändern einer Drehphase einer Nockenwelle (16, 17) im Bezug auf eine Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors durch einen hydraulischen Druck;
einer Blockiereinrichtung (58), die so gedrängt wird, dass die Nockenwellenphase bei einer Zwischenblockierphase blockiert wird, die sich annähernd an der Zwischenposition ihres steuerbaren Bereiches befindet, während der Verbrennungsmotor angehalten wird oder angekurbelt wird;
einer Anormalitätsüberprüfungseinrichtung (21), um zu überprüfen, ob bei der Ventilzeitsteuereinrichtung eine Anormalität vorliegt oder nicht; und
einer Freigabeverhinderungseinrichtung (21) zum Verhindern der Freigabe der Blockiereinrichtung bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Nockenwellenphase nach dem Ankurbeln des Motors bewegbar ist.
einer Ventilzeitsteuereinrichtung (18) für ein variables Steuern der Ventilzeit durch ein Ändern einer Drehphase einer Nockenwelle (16, 17) im Bezug auf eine Kurbelwelle (12) des Verbrennungsmotors durch einen hydraulischen Druck;
einer Blockiereinrichtung (58), die so gedrängt wird, dass die Nockenwellenphase bei einer Zwischenblockierphase blockiert wird, die sich annähernd an der Zwischenposition ihres steuerbaren Bereiches befindet, während der Verbrennungsmotor angehalten wird oder angekurbelt wird;
einer Anormalitätsüberprüfungseinrichtung (21), um zu überprüfen, ob bei der Ventilzeitsteuereinrichtung eine Anormalität vorliegt oder nicht; und
einer Freigabeverhinderungseinrichtung (21) zum Verhindern der Freigabe der Blockiereinrichtung bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Nockenwellenphase nach dem Ankurbeln des Motors bewegbar ist.
20. Steuergerät für eine variable Ventilzeit gemäß Anspruch 19,
wobei
die Freigabeverhinderungseinrichtung auf der Grundlage der
Temperatur von zumindest entweder dem Öl, dem Kühlmittel oder
dem Motor bestimmt, ob die Nockenwellenphase bewegbar ist oder
nicht.
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