DE10147670A1 - Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Ventileinstellungs-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor zum Verbessern des Motorstartleistungsumfangs durch Steuern eines Stellglieds zu einer Verriegelungsposition bei Stopp des Motors und durch Fixieren des Stellglieds in positiver Weise bei der Verriegelungsposition durch einen Verriegelungsmechanismus. Das Steuersystem (21A) enthält eine Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung (215) zum Detektieren eines Zeitpunkts, zu dem die elektrische Energiezufuhr unterbrochen wird, eine Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung (213A) zum Festlegen einer gewünschten Ventileinstellung (VTo) auf der Grundlage des Motorbetriebszustands (D) und eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214A) zum Treiben des Stellglieds (15; 16), derart, dass die tatsächliche Ventileinstellung (VTA) mit der gewünschten Ventileinstellung (VTo) übereinstimmt. Eine Ölzufuhrvorrichtung (19, 20) zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zu dem Stellglied wird über eine vorgegebene Zeitperiode gesteuert, ausgehend von dem Energiezuführungsunterbrechungs-Zeitpunkt, im Ansprechen auf ein Ergebnis der Detektion der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung (215), um hierdurch das Halten des Stellglieds (15; 16) bei der Verriegelungsposition zu ermöglichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Ventileinstellungs-Steuersystem oder ein System für einen Verbrennungsmotor, und das System ist zum Steuern der Öffnungs/Schließzeitpunkte bzw. Synchronisierung von Einlassventilen und Auslassventilen des Motors in Abhängigkeit von den Betriebszuständen oder Modi hiervon. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Ventileinstellungs- Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, und das System ist zum Steuern eines Stellglieds derart entworfen, dass es fest in eine Verwicklungsposition mittels eines Verriegelungsmechanismus dann eingestellt ist, wenn der Motor gestartet oder gestoppt wird, um hierdurch ein Erzeugen von Rauschen bzw. Geräuschen zu vermeiden bzw. zu unterdrücken, sowie das Auftreten eines Motorabwürgeereignisses zum Gewährleisten eines verbesserten Start-Leistungsvermögen des Motors.
In den zurückliegenden Jahren wurde in dem industriellen Gebiet der Verbrennungsmotoren der Motorfahrzeuge und anderen Gebieten für praktische Anwendungen ein Ventileinstellungs- Steuersystem vorgeschlagen und entwickelt, das zum variablen Steuern der Öffnungs/Schließsynchronisierung für mindestens das Einlassventil oder das Auslassventil entworfen ist, in Abhängigkeit von dem Motorbetriebszustand im Hinblick auf die Verbesserung des Motorausgabeleistungsumfangs und zum Reduzieren des Abgases bei einer Gewährleistung einer Verbesserung des Motorsteuerleistungsvermögens.
Bei dem System dieses Typs ist ein Stellglied (sind Stellglieder) vom Typ mit hydrostatischem Druck vorgesehen, zum Ändern der Position(en) einer Nockenwelle(n) relativ zu einer Kurbelwelle des Motors, zum steuerbaren Beibehalten einer optimalen Ventilsynchronisierung.
Das Stellglied umfasst einen Verriegelungsmechanismus zum Verriegeln des Stellglieds in einer Zwischen- oder Mittenposition zwischen den Positionen gemäß der am weitesten vorgeschalteten Zeiteinteilung der am meisten verzögerten Zeiteinteilung, beim Start des Motorbetriebs, während die Ausführung des Ventilsynchronisiersteuerbetriebs in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors nach dem Start zugelassen wird.
Der variable Ventileinstellmechanismus (auch kurz als VTT- Mechanismus bezeichnet), der das oben erwähnte Stellglied enthält, besteht ferner aus einem Schieber- bzw. Schaufelaufbau, der drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist, zum Ändern der Phase oder Winkelposition der Nockenwelle zum Treiben des Einlassventils oder des Auslassventils. In diesem Zusammenhang erfolgt später detaillierter eine Beschreibung im Hinblick auf den Schieberaufbau.
In diesem Zusammenhang ist jedoch zu erwähnen, dass bei dem Motorstartbetriebsmodus der Schieberaufbau des variablen Ventileinstellmechanismus im wesentlichen bei einer Mittenposition (d. h., der Position gemäß der Startposition) zum Regeln der Relativdrehung (oder Winkelverstellung) der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle gehalten wird, und die Regulierung dann freigegeben ist, wenn nach dem Start des Motors eine vorgegebene Zeit verstrichen ist.
Für ein besseres Verständnis des der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Konzepts erfolgt zunächst eine Beschreibung in gewissem, detailliertem Umfang eines bisher bekannten oder üblichen Ventileinstell-Steuersystems für einen Verbrennungsmotor. Die Fig. 7 der angefügten Zeichnungen zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum allgemeinen und schematischen Darstellen einer Konfiguration eines üblichen Ventileinstell-Steuersystems für einen Verbrennungsmotor, das beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 324613/1997 (JP-A-9-3246131) offenbart ist, sowie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 148380/1999 (JP-A-11-148380), etc.
Am Rande sei lediglich beispielhaft angenommen, dass das in Fig. 7 gezeigte Ventileinstell-Steuersystem so ausgebildet ist, dass es variabel sowohl die Öffnungs/Schließzeiteinteilungen bzw. Synchronisierungen des Einlassventils und des Auslassventils steuert.
Unter Bezug auf die Fig. 7 ist zu erkennen, dass in einem Zylinder 1 zum Bilden eines Hauptteils eines Motors (auf den hier nachfolgend auch als Motorzylinder oder einfach als Motor Bezug genommen wird) ein hierin hin- und herbewegbarer Kolben 1P angeordnet ist. Eine Kurbelwelle 13C dient als Ausgangswelle des Motors und ist betriebsgemäß mit dem Kolben 1P gekoppelt.
Die über eine Ansaugleitung 4 zugeführte Ansaugluft wird in eine Verbrennungskammer geladen, die in dem Motorzylinder 1 definiert ist, und zwar über ein Luftfilter 2. Ein Luftströmungssensor 3 ist in der Ansaugleitung 4 bei einer Position stromabwärts zu dem Luftfilter 2 angeordnet.
Ferner ist in der Ansaugleitung 4 eine Drosselklappe 5 installiert sowie ein Leerlaufgeschwindigkeits-Steuerventil (auf das auch einfach kurz als ISCV Bezug genommen wird) 6 und ein Kraftstoffinjektor bzw. Einspritzer 7.
Das Luftfilter 5 ist zum Reinigen der Verbrennungskammer in dem Motorzylinder zugeführten Ansaugluft entworfen. Der Luftströmungssensor 3 ist zum Messen des Umfangs oder der Strömungsrate der Ansaugluft bei einer Position stromaufwärts zu der Drosselklappe 5 entworfen.
Die Drosselklappe 5 ist zum Regulieren des Umfangs oder der Strömungsrate der Ansaugluft entworfen, die über die Ansaugleitung 4 strömt, zum Steuern der Ausgangsleitung oder des Drehmoments des Motors 1.
Andererseits ist das Leerlaufgeschwindigkeits-Steuerventil 6 zum Angleichen der Ansaugluftströmung entworfen, die die Drosselklappe 5 dann, wenn sie geschlossen ist, um hierdurch die Motordrehgeschwindigkeit (U/min) in dem Leerlaufmodus des Motors zu steuern.
Der Kraftstoffinjektor 7 ist zum Einspritzen eines Kraftstoffmenge in die Ansaugleitung 4 in Übereinstimmung mit der Strömungsrate der Ansaugluft entworfen.
Zusätzlich ist intern in der Verbrennungskammer des Motorzylinders 1 eine Zündkerze 8 vorgesehen, die zum Erzeugen einer Funkenentladung zum Triggern der Verbrennung der in die Verbrennungskammer geladenen Luft- Kraftstoffmischung entworfen ist, definiert in dem Zylinder, unter Anwendung einer elektrischen Energie mit hoher Spannung, zugeführt von der Zündspule 9.
Eine Auspuffleitung 10 ist zum Ableiten eines Abgases vorgesehen, das sich durch die Verbrennung der Luft- Kraftstoffmischung in dem Motorzylinder ergibt.
Der Motor 1 ist ausgestattet mit einem Ansaugventil V1 und einem Auslassventil V2. Die zeitliche Einteilung, mit der die Ansaugleitung 4 und die Auspuffleitung 10 in wechselseitige Kommunikation versetzt werden, wird bestimmt durch das Ansaugventil V1 und das Auslassventil V2. Andererseits werden die zeitlichen Einteilungen bzw. die Synchronisierungen zum Treiben der jeweiligen Ventile V1 und V2 durch die Nockenwelle 15C und 16C bestimmt, von denen sich jede mit einer Geschwindigkeit gleich einer Hälfte derjenigen der Kurbelwelle 13C dreht.
Ein O2-Sensor 11 und ein katalytischer Umsetzer bzw. Katalysator 12 sind in der Auspuffleitung 10 vorgesehen. Der O2-Sensor 11 dient zum Detektieren des Umfangs an Restsauerstoff, der in dem Abgas enthalten ist.
Der katalytische Umsetzer (oder Katalysator) 12 ist gebildet durch einen Drei-Weg-katalytischen Umsetzer, der selbst bekannt ist, und der zum gleichzeitigen Eliminieren schädlicher Gaskomponenten dient, beispielsweise HC (Kohlenwasserstoff), CO (Kohlenmonoxid), NOx (Stickoxide), die in dem Abgas enthalten sind.
Eine zum Detektieren des Kurbelwinkels entworfene Sensorplatte 13 ist an der Kurbelwelle 13C des Motors für eine gemeinsame Drehung hiermit montiert. Die Sensorplatte 13 ist mit einem (nicht gezeigten) Vorsprung bei einem vorgesehenen Kurbelwinkel an dem Außenumfang der Platte versehen.
Der Kurbelwinkelsensor 14 ist bei einer Position in der Nähe des Außenumfangs des Sensors 13 diametral entgegengesetzt hierzu installiert, zum Detektieren der Winkelposition der Kurbelwelle 13C in Zusammenwirken mit der Sensorplatte 13. Demnach kann der Kurbelwinkelsensor 14 ein elektrisches Signal generieren, zum Anzeigen der Drehposition der Kurbelwelle 13C (d. h., ein pulsartiges Kurbelwinkelsignal), jedes Mal dann, wenn der Vorsprung der Sensorplatte 13 den Kurbelwinkelsensor 14 passiert. Hierdurch lässt sich die Drehposition oder Winkelposition (d. h., der Kurbelwinkel) der Kurbelwelle 13C detektieren.
Stellglieder 15 und 16 sind für den Zweck zum individuellen und fortlaufenden Ändern der Nockenwinkelphasen (Einlass- und Auslass-Ventileinstellungen) der Nockenwellen 14C und 16C relativ zu der Kurbelwelle 13C vorgesehen.
Konkreter besteht jedes der Stellglieder 15 und 16 aus einer Verzögerungshydraulik und einer Vorstellhydraulik, die voneinander partitioniert sind, wie später beschrieben werden wird, zum Ändern der Dreh- oder Winkelpositionen (Phasen) der Nockenwellen 15C und 16C, jeweils relativ zu der Kurbelwelle 13C.
Nockenwinkelsensoren 17 und 18 sind bei Positionen diametral entgegengesetzt zu dem Außenumfang der (nicht gezeigten) Nockenwinkeldetektions-Sensorplatten angeordnet, mit dem Ziel der Detektion der Winkelpositionen der Nocken, d. h., der Nockenwinkel oder Phasen, in Zusammenwirken mit den zugeordneten Sensorplatten. Insbesondere ist jeder der Nockenwinkelsensoren 17 und 18 zum Erzeugen eines Pulssignals entworfen, für die Anzeige des Nockenwinkels, d. h., des Nockenwinkelsignals, in Ansprechen auf einen Vorsprung, der an dem Außenumfang der zugeordneten Nockenwinkeldetektions- Sensorplatte gebildet ist, in ähnlicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Kurbelwinkelsensor 14. Auf diese Weise ist es möglich, Nockenwinkel (oder Nockenphasen) und demnach die Winkelpositionen der Nockenwellen zu detektieren.
Ölsteuerventile (auf die hiernach ebenso kurz als OCV Bezug genommen wird) 19 und 20 bilden eine Ölzuführvorrichtung in Zusammenwirken mit (nicht gezeigten) Ölpumpen, und sie dienen zum Regulieren der hydraulischen Drücke, die den einzelnen Stellgliedern 15 und 16 zugeführt werden, jeweils zum Steuern der Nockenwinkelphasen (Ventilzeiteinstellungen).
Ferner bestehen die Ölsteuerventile 19 und 20, die Teile des variablen Ventileinstellmechanismus zusammen mit den Stellgliedern 15 und 16 bilden, jeweils aus einem linearen Solenoidventil zum Steuern des dem Stellglied 15; 16 zugeführten, hydraulischen Drucks.
Eine elektronische Steuereinheit (auf die auch einfach als ECU Bezug genommen wird) 21, die durch einen Mikrocomputer oder Mikroprozessor gebildet sein kann, dient als Steuervorrichtung zum Ausführen der Gesamtsteuerung des Verbrennungsmotorsystems. Demnach handhabt die ECU 21 das Steuern bzw. Regeln der Kraftstoffinjektoren 7 und der Zündkerzen 8 sowie der Winkelpositionen oder Drehphasen der Nockenwellen 15C und 16C in Abhängigkeit von den Motorbetriebszuständen, die durch die zahlreichen Sensoren detektiert werden, beispielsweise dem Luftströmungssensor 3, den O2-Sensor 11, dem Kurbelwinkelsensor 14 und den Nockenwinkelsensoren 17 und 18.
Ferner ist in Zuordnung zu der Drosselklappe 5 ein Drosselpositionssensor (in der Figur nicht gezeigt) vorgesehen, zum Detektieren des Öffnungsumfangs der Drosselklappe. Ferner ist ein Wassertemperatursensor zum Detektieren der Temperatur des Motorkühlwassers vorgesehen. Der Drosselöffnungsumfang und die Kühlwassertemperatur werden - so wie detektiert - der ECU 21 als Information zum Anzeigen des Betriebszustands des Motors 1 zugeführt, ähnlich zu der oben erwähnten, zahlreichen Sensorinformation.
Die Fig. 8 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum beispielhaften Darstellen einer Struktur der ECU 21.
Wie unter Bezug auf die Fig. 8 zu erkennen ist, enthält die ECU 21 eine Motorbetriebszustands-Detektionsvorrichtung 211, eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 212, eine Einstellvorrichtung für eine gewünschte Ventilzeiteinstellung 213, eine Steuervorrichtung für eine tatsächliche Ventileinstellung 214, eine Detektionsvorrichtung für die Unterbrechung der Energiezufuhr 215, eine Haltesteuervorrichtung 216 und eine Umstellvorrichtung 217.
Die Motorbetriebszustands-Detektionsvorrichtung 211 ist so entworfen, dass sie den Betriebszustand des Motors detektiert, auf der Grundlage der Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min), abgeleitet anhand der Ausgangsgröße des Kurbelwinkelsensors 14 (siehe Fig. 7) und der von den anderen Sensoren erfassten Detektionsinformation (z. B., dem Drosselpositionssensor, dem Drucksensor, dem Wassertemperatursensor usw.).
Die Detektionseinrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 212 ist zum Detektieren einer tatsächlichen Ventileinstellung VTA zumindest des Ansaugventils V1 oder des Auslassventils V2 entworfen, auf der Grundlage des von dem Nockenwinkelsensor 17; 18 ausgegebenen Detektionssignals.
Die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213 ist zum arithmetischen Bestimmen einer optimalen, gewünschten oder Sollventileinstellung VTo entworfen, zumindest für entweder das Einlassventil V1 oder das Auslassventil V2 in Abhängigkeit von dem Motorbetriebszustand D.
In diesem Fall lässt sich die optimale, gewünschte Ventileinstellung VTo einfach einrichten oder festlegen, in Übereinstimmung mit dem Motorbetriebszustand D, beispielsweise durch vorangehendes Vorbereiten einer zweidimensionalen Datentabelle oder Abbildung mit den Ventileinstellwerten, die experimentell in Übereinstimmung mit den Motordrehgeschwindigkeiten (U/min) und den Motorlasten, die als Parameter dienen, erhalten werden, sowie zum Speichern der Abbildung in einem Nurlesespeicher (ROM), der in der ECU 21 enthalten ist.
Die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214 ist so entworfen, dass sie eine Regelung bzw. Gegenkopplungssteuerung so ausführt, dass eine Abweichung oder Differenz zwischen der gewünschten Ventileinstellung VTo und der tatsächlichen Ventileinstellung VTa einen Wert von Null annimmt (d. h., VTo = VTA), während eine Steuergröße (linearer Solenoidstrom) für das Ölsteuerventil 19; 20 erzeugt werden.
Die Detektionsvorrichtung für die Unterbrechung der Energiezufuhr 215 ist zum Detektieren eines Abschaltzustands des Zündschalters entworfen (d. h., dem Zustand, bei dem die Energieversorgung bei gestopptem Motorbetrieb unterbrochen ist).
Die Haltesteuervorrichtung 216 ist für den Betrieb des Motorsteuerventils 19; 20 über eine vorgegebene Zeit, ausgehend von dem Zeitpunkt, entworfen, zu dem die Energiezufuhrunterbrechung durch die Detektionsvorrichtung für die Unterbrechung der Energiezufuhr 215 detektiert wird, um hierdurch das Ölsteuerventil 19; 20 zu einer Halteposition zu steuern, so dass der hydraulische Druck für das Stellglied gestützt oder gehalten werden kann.
Die Umstellvorrichtung 217 ist zum Umstellen der Steuerung des Ölsteuerventils 19; 20 entworfen, zwischen einer üblichen Steuerung bzw. Regelung, die durch die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 216 dann ausgeführt wird, wenn die Energiezufuhr zu dem Motorsystem angeschaltet ist, und einer Steuerung bzw. Regelung, die durch die Haltesteuervorrichtung 216 dann ausgeführt wird, wenn die Energiezufuhr zu dem Motorsystem abgeschaltet oder unterbrochen ist.
Übrigens ist die ECU 21 so entworfen, dass sie eine Entscheidung auf der Grundlage des Ergebnisses der Zeitmessung durch einen Zeitgeber ausführt, oder dahingehend, ob eine vorgegebene Zeit seit dem Zeitpunkt verstrichen ist oder nicht, zu dem die Energiezufuhr unterbrochen ist (d. h., nach dem Abschalten des Zündschalters). Wird entschieden, dass die vorgegebene Zeit verstrichen ist, so wird ein Hauptrelais geöffnet.
Das Stellglied 15; 16 wird durch das Steuerventil (die Ölzuführvorrichtung) 19; 20 so, wie zuvor beschrieben, getrieben, um hierdurch einen Öffnungs/Schließzeitpunkt zumindest von dem Einlassventil V1 oder dem Ausführungsform V2 zu ändern.
Als nächstes erfolgt unter Bezug auf die Fig. 9 und 10 eine konkrete Beschreibung des Phasenwinkel-Steuer- bzw. Regelbetriebs für die Nockenwelle 15C; 16C in dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem für den Verbrennungsmotor.
Die Fig. 9 zeigt eine Ansicht zum Darstellen der Beziehung zwischen dem Kurbelwinkel [CA] und dem Ventilanhebehub [mm] zum Anzeigen des Ventilöffnungsumfangs (auf den hiernach ebenso als Ventilöffnungsumfang Bezug genommen wird). In der Figur ist der obere Totpunkt des Kompressionshubs des Zylinders durch das Bezugssymbol TDC bezeichnet.
Gemäß der Fig. 9 repräsentiert eine einfach punktierte, unterbrochene Linienkurve eine Änderung des Ventilanhebeumfangs dann, wenn die Ventilbetriebseinstellung zu der am meisten verzögerten, mechanisch abgegrenzten Position festgelegt ist, und eine unterbrochene Linienkurve repräsentiert eine Änderung des Ventilanhebeumfangs dann, wenn die Ventilbetriebseinstellung zu der am meisten vorgestellten, mechanisch abgegrenzten Position festgelegt ist, und eine durchgezogene Linienkurve repräsentiert eine Änderung des Ventilanhebeumfangs in einem Verriegelungszustand, bei dem die Ventilbetriebseinstellung durch einen Verriegelungsmechanismus verriegelt ist, der hier nachfolgend beschrieben wird.
Unter Bezug auf die Fig. 9 ist zu erwähnen, dass die Spitzenposition des Ventilanhebeumfangs bei der Verzögerungsseite (rechte Seite, betrachtet in der Figur) unter Bezug auf den oberen Totpunkt (TDC) der vollständig geöffneten Position des Einlassventils V1 zugeordnet ist, wohingehend die Spitzenposition des Ventilanhebeumfangs bei der Vorstellseite (linke Seite, betrachtet in der Figur) der vollständig geöffneten Position des Auslassventils V2 zugeordnet ist.
Demnach repräsentiert die Differenz des Kurbelwinkels zwischen den Spitzen der Verzögerungsseite und der Vorstellseite (d. h., die Differenz zwischen der einfach gepunkteten Linienkurve und der unterbrochenen Linienkurve) den Bereich, innerhalb dem sich die Ventilbetriebseinstellung ändern lässt (d. h. den variablen Ventilbetriebseinstellbereich). Anders und kurz ausgedrückt, lässt sich die Ventilbetriebseinstellung oder die Ventileinstellung innerhalb des Kurbelwinkelbereichs variieren, der durch die unterbrochene Linienkurve und die einfach punktierte Linienkurve entweder bei der Ansaug- oder der Auslassphase definiert ist.
Die Fig. 10 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Einstell- oder Phasenbeziehungen zwischen dem Ausgabebussignal des Kurbelwinkelsensors 14 einerseits und demjenigen des Nockenwinkelsensors 17; 18 andererseits. Insbesondere sind in Fig. 10 die Ausgangsbussignale des Nockenwinkelsensors 17; 18 dann gezeigt, wenn die Ventileinstellung am meisten verzögert ist und wenn die Ventileinstellung am meisten vorgestellt ist, relativ zu dem Ausgangsbussignal des Kurbelwinkelsensors 14.
Unter Bezug auf die Fig. 10 ist die Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen des Nockenwinkelsensors und des Kurbelwinkelsensors dann, wenn die Ventileinstellung bei der am meisten vorgestellten Position vorliegt (siehe unterbrochene Linienkurve, die in Fig. 9 gezeigt ist), anhand von "A" bezeichnet, wohingehend die Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen des Nockenwinkelsensors und des Kurbelwinkelsensors dann, wenn die Ventileinstellung bei der am meisten verzögerten Position vorliegt (siehe einfach punktierte Linienkurve, die in Fig. 9 gezeigt ist) anhand von "B" bezeichnet ist.
In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, dass die Phasenposition des Ausgangssignals des Nockenwinkelsensors 17; 18 relativ zu dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 14 zum Anzeigen der Kurbelwinkelposition sich in Abhängigkeit von der Position unterscheidet, bei der der Nockenwinkelsensor 17; 18 montiert ist.
In diesem Zusammenhang ist ferner zu erwähnen, dass das Verzögern der Ventileinstellung bedeutet, dass die Ventilöffnungsstarteinstellung sowohl der Ventile V1 als auch V2 relativ zu dem Kurbelwinkel verzögert ist (d. h., gegenüber der Position verschoben ist, die durch die durchgezogene Linienkurve bezeichnet ist, zu der einfach punktierten, unterbrochenen Linienkurve nach Fig. 9).
Im Gegensatz hierzu bedeutet das Vorstellen der Ventileinstellung, dass die Ventilöffnungsstarteinstellungen sowohl der Ventile V1 als auch V2 relativ zu dem Kurbelwinkel vorgestellt sind (d. h., gegenüber der Position verschoben sind, die durch die durchgezogene Linienkurve angezeigt ist, zu der unterbrochenen Linienkurve nach Fig. 9).
Demnach erfolgt durch Ausführen einer Gegenkopplungssteuerung bzw. Regelung für den variablen Ventileinstellmechanismus (einschließlich dem Stellglied 15; 16 und den Ventilsteuerventilen 19; 20) derart, dass die detektierte Phasendifferenz mit dem gewünschten Wert übereinstimmt, ein Steuern oder Einstellen der Ventilstarteinstellungen der Ventile V1 und V2 zu einer vorgegebenen, verzögerten oder vorgestellten Position innerhalb des Ventileinstellvariationsbereichs (d. h., dem Bereich von der unterbrochenen Linienkurve zu der einfach punktierten Linienkurve), gezeigt in Fig. 9.
Übrigens umfasst das Ventilsteuerventil 19; 20 eine Spule zum Umstellen der hydraulischen Passage zu dem Stellglied 15 und 16 und eine Wicklung zum Steuern der Position der Spule (später beschrieben). Bei elektrischer Erregung in Ansprechen auf ein Steuersignal, das durch die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214 erzeugt wird, ändert das Ölsteuerventil 19; 20 die hydraulische Passage zu dem Stellglied 15 oder 16 zum Regulieren der Ölmenge (d. h., des hydraulischen Drucks), um hierdurch das Stellglied 15 oder 16 zu treiben.
Als nächstes erfolgt unter Bezug auf die Fig. 11 bis 19 eine Beschreibung der internen Strukturen des variablen Ventileinstellmechanismus einschließlich des Stellglieds 15; 16 und dem Ölsteuerventil 19; 20.
Zunächst wird unter Bezug auf die Fig. 11, 12 und 13 die interne Struktur des Stellglieds 15; 16 beschrieben.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen schematische Ansichten zum Darstellen der Innenstruktur und der Stellglieder 15 und 16, die sich im wesentlichen identisch zueinander implementieren lassen.
Demnach erfolgt die folgende Beschreibung repräsentativ für das Stellglied 15 in Zuordnung zu der Nockenwelle 15C für das Einlassventil.
Insbesondere zeigt die Fig. 11 das Stellglied 15; 16 in einem Zustand, in dem die Nockenphase zu der am weitest verzögerten Position angeglichen ist (gemäß dem Zustand, der in Fig. 9 durch die einfach punktierte Linienkurve bezeichnet ist); die Fig. 12 zeigt das Stellglied in dem Zustand, in dem die Nockenphase zu der verriegelten oder Verriegelungsposition angeglichen ist (gemäß dem Zustand, der in Fig. 9 durch die durchgezogene Linienkurve bezeichnet ist), und die Fig. 13 zeigt das Stellglied in dem Zustand, in dem die Nockenphase zu der am weitest vorgestellten Position angeglichen ist (gemäß dem Zustand, der in Fig. 9 anhand der unterbrochenen Linienkurve bezeichnet ist).
Unter Bezug auf Fig. 11, 12 und 13 ist zu erkennen, dass das Stellglied 15 aus einem Gehäuse 151 besteht, das zusammen mit dem Rotor 150 entlang der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung drehbar ist, sowie einen Schieberaufbau 152, der zusammen mit dem Gehäuse 151 drehbar ist, und Verzögerungshydraulikkammern 153 und Vorstellhydraulikkammern 154, die beide intern in dem Gehäuse 151 definiert sind, ein Verriegelungsstift 155 und eine Feder 156, die in dem Gehäuse 151 vorgesehen sind, und eine Verriegelungsvertiefung 157, die in dem Schieberaufbau 152 gebildet ist.
Die Antriebsenergie oder das Antriebsdrehmoment wird zu dem Gehäuse 151 übertragen, von der Kurbelwelle 13C über das Medium eines Gurt/Riemenscheibenantriebs (nicht gezeigt) mit der Umdrehungsgeschwindigkeit, die um einen Faktor von 1/2 reduziert ist.
Eine Verschiebung der Position (Phasenposition) des Schieberaufbaus 152, die mit der Nockenwelle 15C verbunden ist, wird in dem Gehäuse 151 bewirkt, in Ansprechen auf den hydraulischen Druck, der selektiv von dem Ölsteuerventil (OCV) 19 zu der Verzögerungshydraulikkammer 153, Vorstellhydraulikkammer 154 zugeführt wird, wodurch die Ventileinstellung geändert wird.
Der Bereich des Betriebs (auf den hier nachfolgend auch als Betriebsbereich Bezug genommen wird) des Schieberaufbaus 152 wird durch die Verzögerungshydraulikkammer 153 und die Vorstellhydraulikkammer 154 definiert oder abgegrenzt. Die Verzögerungshydraulikkammer 153 dient zum Drehen der Schieberanordnung 152 entlang der Verzögerungsrichtung (d. h., zu der verzögerten Position), wohingehend die Vorstellhydraulik (154) für die Drehung des Schieberaufbaus 152 entlang der Vorstellrichtung dient (d. h., zu der vorgestellten Position).
In dem Motorstartbetriebsmodus ist die Umdrehungsgeschwindigkeit der Ölpumpe nicht ausreichend hoch. Demnach ist auch das Volumen des dem Stellglied 15 zugeführten Öls unzureichend, um die Steuerung zum Einstellen der Ventileinstellung zu der vorgestellten Position durch Steuern des hydraulischen Drucks auszuführen. Selbst in diesem Fall lässt sich das Flattern des Schieberaufbaus 152 aufgrund der Knappheit des hydraulischen Drucks mittels der Anordnung dahingehend vermeiden, dass der Verriegelungsstift 155 in der Verriegelungsvertiefung 157 aufgenommen wird, wie in Fig. 12 dargestellt.
Die Feder 156 drängt elastisch den Verriegelungsstift 155 entlang der Vorlagerichtung, während die Verriegelungsvertiefung 157 bei einer vorgegebenen Schieberaufbauverriegelungsposition so gebildet wird, dass die Vertiefung 157 entgegengesetzt zu dem Kopfende des Verriegelungsstifts 155 gegenüberliegend vorliegt.
Befindet sich das Stellglied 15 in der Verriegelungsposition und liegt der Motor 1 in dem Zustand vor, bei dem die Motordrehgeschwindigkeit niedrig ist oder der Motor gestoppt ist, so wird der hydraulische Druck gleich oder kleiner als der Pegel, bei dem der Verriegelungsstift 155 freigegeben wird. In diesem Fall gelangt der Verriegelungsstift 155 in Eingriff mit der Verriegelungsvertiefung 157, um hierdurch das Stellglied 15 bei einer vorgegebenen Verriegelungsposition zu fixieren.
Das Ölsteuerventil (OCV) 19 handhabt die Auswahl entweder der Verzögerungshydraulikkammer 153 oder der Vorstellhydraulikkammer 154 für die Ölzufuhr.
Durch Ändern der Nockenwinkelphase des Stellglieds 15 in einer solchen Weise, wie in den Fig. 11 bis 13 dargestellt, wird die Menge des zu dem Stellglied 15 zugeführten Öls (d. h., der Hydraulikdruck) gesteuert.
Beispielsweise lässt sich das Regulieren der Nockenwinkelphase zu der am meisten verzögerten Position, wie in Fig. 11 dargestellt, durch Zuführen von Öl in die Verzögerungshydraulikkammer 153 realisieren. Im Gegensatz hierzu kann das Regulieren der Nockenwinkelphase zu der am meisten vorgestellten Position, wie in Fig. 13 dargestellt, durch Zuführen von Schmiermittelöl in die Vorstellhydraulikkammer 154 bewirken.
Als nächstes erfolgt unter Bezug auf die Fig. 14 bis 19 eine Ausrichtung der Beschreibung zu den Innenstrukturen der Ölsteuerventile 19 und 20.
Die Fig. 14, 15 und 16 zeigt schematisch Seitenaufsicht- Querschnittsansichten der Innenstrukturen der Ölsteuerventile 19 und 20, die sich mit im wesentlichen identischer Struktur implementieren lassen.
Ferner zeigen die Fig. 17 bis 19 Querschnittsansichten zum Darstellen eines üblichen, variablen Ventileinstellmechanismus. In diesen Figuren sind Verbindungen der Ölpassagen zwischen dem Stellglied 15, das zuvor unter Bezug auf die Fig. 11 bis 13 beschrieben wurde, und dem Ölsteuerventil 19, das oben im Zusammenhang mit den Fig. 14 bis 17 beschrieben wurde, dargestellt.
Nachfolgend richtet sich die Beschreibung auf den Steuerbetrieb unter Beachtung der Betriebsabläufe des Stellglieds 15 und des Ölsteuerventils 19 für das Einlassventil in darstellender Weise.
Unter Bezug auf die Fig. 14 bis 16 ist zu erkennen, dass das Ölsteuerventil (OCV, Engl.: oil control valve) 19 aus einem zylindrischen Ventilgehäuse 191 besteht, einer Spule 192, die gleitfähig in dem Ventilgehäuse 191 angeordnet ist, einer Wicklung (lineares Solenoid) 193 zum wahlfreien Treiben der Spule 192 und einer Druckfeder (Ausrück- bzw. Rückfuhrfeder) 194 zum elastischen Drängen der Spule 192 entlang der Wiederherstellrichtung.
Die Wicklung 193 ermöglicht das Betreiben der Spule 192 gegen die Drängungswirkungen der Feder 194.
Das Ventilgehäuse 191 ist mit einem Ölzuführanschluss 195 versehen, der hydraulisch mit einer (nicht gezeigten) Pumpe kommuniziert, sowie einem A-Anschluss bzw. Port und einem B- Anschluss bzw. Port 197, die hydraulisch mit dem Stellglied 15 verbunden sind, und Ablaufanschlüssen bzw. Ports 198 und 199 zum Ableiten bzw. Entladen von Öl.
Der A-Anschluss 196 kommuniziert hydraulisch mit der Verzögerungshydraulikkammer 153 des Stellglieds 15 (oder alternativ mit der Vorstellhydraulikkammer 154 des Stellglieds 16). Andererseits kommuniziert der B-Anschluss 197 hydraulisch mit der Vorstellhydraulikkammer 154 des Stellglieds 15 (oder alternativ mit der Verzögerungshydraulikkammer 153 des Stellglieds 16).
Die Fig. 14 zeigt den Zustand, in dem der über das Solenoid oder die Wicklung 193 fließende, elektrische Strom bei seinem minimalen Wert vorliegt, und demnach die Feder 194 im maximalen Umfang gestreckt oder entspannt ist. In diesem Zustand nimmt das Stellglied 115 den in Fig. 11 gezeigten Zustand an.
Die Fig. 15 zeigt den Zustand gemäß der Ventileinstell- Steuerendposition oder Verriegelungsposition (z. B., der Zwischen- oder Mittenposition). In diesem Zustand ist die Schieberanordnung 152 des Stellglieds 15 bei einer vorgegebenen, gewünschten Position, oder sie nimmt den in Fig. 12 dargestellten Zustand ein.
Andererseits zeigt die Fig. 16 den Zustand, in dem der durch die Wicklung 193 fließende, elektrische Strom bei seinem maximalen Wert vorliegt, und demnach ist die Feder 194 zu einer minimalen Länge komprimiert. In diesem Fall liegen die Stellglieder 115 bei dem in Fig. 13 dargestellten Zustand vor.
Die Fig. 17 bis 19 zeigen Ansichten zum Darstellen der Betriebszustände des Ölsteuerventils (OCV, Engl.: oil control valve) 19 in dem Fall, in dem sich die von der ECU 21 zugeführten Steuerstromwerte unterscheiden.
Unter Bezug auf die Fig. 17, 18 und 19 ist zu erkennen, dass der A-Anschluss 196 des Ölsteuerventils 19 hydraulisch mit der Verzögerungshydraulikkammer 153 des Stellglieds 15 über eine erste Ölpassage 52 kommuniziert, während der B-Anschluss 197 des Ölsteuerventils 19 hydraulisch mit der Vorstellhydraulikkammer 154 des Stellglieds 15 über eine zweite Ölpassage 43 kommuniziert.
Der Rotor 150 des Stellglieds 15 ist für eine Bewegung relativ zu dem Gehäuse 151 dann angepasst, wenn die Volumina der Verzögerungshydraulikkammer 153 und der Vorstellhydraulikkammer 154 sich in Übereinstimmung mit der von dem Ölsteuerventil 19 zu der Verzögerungshydraulikkammer 153 oder der Vorstellhydraulikkammer 154 zugeführten Ölmenge ändern.
Die Fig. 17 zeigt den Zustand, bei dem der Steuerstromwert 0.1 A ist (< 0.5 A, was einen Referenzwert darstellt). Der Zustand entspricht dem Stellgliedzustand, der in Fig. 11 gezeigt ist, sowie dem Ventilzustand, der in Fig. 14 gezeigt ist.
Unter Bezug auf die Fig. 17 ist zu erkennen, dass die Spule 192 elastisch zu dem linken Ende des Ventilgehäuses 191 gedrängt wird (zu der rechten Seite in Fig. 14), mittels der Feder 194. In diesem Zustand kommuniziert der Ölzuführanschluss 150 hydraulisch mit dem A-Anschluss 195, und der B-Anschluss 197 kommuniziert hydraulisch mit dem Ableitanschluss 99, wie anhand der Pfeile dargestellt.
In dem oben beschriebenen Zustand wird Öl der Verzögerungshydraulikkammer 153 des Stellglieds 15 für das Einlassventil zugeführt, während Öl von der Vorstellhydraulikkammer 154 abgeleitet wird. Demnach dreht sich der Rotor 150 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu dem Gehäuse 151 (unter Bezug auf die in Fig. 17 gezeigten Pfeile).
Demnach ist die Phase der Nockenwelle 15C für das Einlassventil relativ zu der Einstellriemenscheibe für das Einlassventil verzögert, wodurch das Einlassventil V1 in dem Verzögerungssteuerzustand platziert ist.
Andererseits liegt die Situation umgekehrt zu der obigen für das Auslassventil (nicht gezeigt) vor. In anderen Worten ausgedrückt, fließt Öl in die Vorstellhydraulikkammer 154 des Stellglieds, während es von der Verzögerungshydraulikkammer 153 abgeleitet wird. Demnach ist die Phase der Nockenwelle 16C für das Auslassventil relativ zu der Einstellriemenscheibe für das Auslassventil vorgestellt.
Die Fig. 18 zeigt den Zustand, bei dem der Steuerstromwert 0.5 A ist (was gleich dem Referenzwert ist). Dieser Zustand entspricht dem in Fig. 12 gezeigten Stellgliedzustand und dem in Fig. 15 gezeigten Ventilzustand.
Unter Bezug auf die Fig. 15 und 18 ist zu erkennen, dass die Kräfte der Wicklung 193 und der Feder 194, die entgegengesetzt vorliegen, wechselseitig ausgeglichen sind, wodurch die Spule 192 bei der Position gehalten wird, bei der A-Anschluss 196 und der B-Anschluss 197 geschlossen sind.
Demnach liegen die Verzögerungshydraulikkammer 153 und die Vorstellhydraulikkammer 154 in dem Zustand vor, bei dem der Ölzufuhr/Ableitbetrieb gesperrt ist. Demnach wird, sofern nicht Öl von der Verzögerungshydraulikkammer 153 oder der Vorstellhydraulikkammer 154 leckt, der Rotor 150 bei der momentanen Position vor, derart, dass die Phasenbeziehung zwischen der Einstellriemenscheibe für das Einlassventil und die Nockenwelle 15C für das Einlassventil so gehalten werden, wie sie sind.
In dem Zustand, bei dem sich - wie in Fig. 18 dargestellt - die tatsächliche Ventileinstellung nicht ändert, kann die Ölleckage und der Umfang des Öls, das unter Druck von der Ölpumpe zugeführt wird, miteinander bei lediglich einem Wert des linearen Solenoidstroms ausgeglichen sein, und der Wert ändert sich zusammen mit dem Ölentladedruck bei Änderung der Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) und der Temperatur.
Die Fig. 19 zeigt den Zustand, bei dem der Steuerstrom bei einem maximalen Wert von 1.0 A vorliegt (< 0.5 A, was den Referenzwert darstellt). Dieser Zustand entspricht dem in Fig. 13 gezeigten Stellgliedzustand und dem in Fig. 16 gezeigten Ventilzustand.
Unter Bezug auf die Fig. 19 ist zu erkennen, dass die Spule 192 zu dem rechten Ende des Ventilgehäuses 191 (bei Betrachten der Fig. 16 zu der linken Seite) mittels der Wicklung 193 bewegt wird. In diesem Zustand kommuniziert der Ölzuführanschluss 195 hydraulisch mit dem B-Anschluss 197, und der A-Anschluss 196 kommuniziert hydraulisch mit dem Ablaufanschluss 198, wie anhand der Pfeile dargestellt.
In diesem Zustand wird Öl über die zweite Ölpassage 43 zu der Vorstellhydraulikkammer 154 des Stellglieds 15 für das Einlassventil zugeführt, wohingehend es von der Verzögerungshydraulikkammer 153 über die erste Ölpassage 42 abgeleitet wird. Demnach wird bewirkt, dass der Rotor 150 sich im Uhrzeigersinn relativ zu dem Gehäuse 151 dreht (unter Bezugnahme auf die in Fig. 19 gezeigten Pfeile).
Als Ergebnis dieser Vorgehensweise wird ein Voreilen der Phase der Nockenwelle 15C für das Einlassventil relativ zu der Einstellriemenscheibe für das Einlassventil bewirkt, wodurch das Einlassventil V1 zu dem Vorstellsteuerzustand platziert wird.
Andererseits fließt bei der Auslassventilseite Öl in die Verzögerungshydraulikkammer 153 des Stellglieds 15, während es von der Vorstellhydraulikkammer 154 abgeleitet wird. Demnach wird die Phase der Nockenwelle 16C für das Auslassventil so gesteuert, dass sie verzögert ist.
Unter Bezug auf die Fig. 14 bis 19 ist zu erkennen, dass der Umfang der hydraulischen Verbindung bzw. Kommunikation zwischen dem Ölzuführanschluss 195 und dem A-Anschluss 196 oder alternativ dem B-Anschluss 197 sowie der Umfang der hydraulischen Verbindung bzw. Kommunikation zwischen dem Ablaufanschluss 198 oder 199 und dem A-Anschluss 196 oder dem B-Anschluss 197 in Abhängigkeit von der Position der Spule 192 gesteuert bzw. geregelt werden. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass die Position der Spule 192 eine proportionale Beziehung zu dem Stromwert der Wicklung 193 aufweist.
Ferner ist zu ergänzen, dass mittels der Ölpassagenanordnung, die oben im Zusammenhang mit den Fig. 14 bis 19 beschrieben ist, sich die Ventilüberlappung zu einem Minimum beibehalten lässt, was vorteilhaft zum Verbessern der Motorabwürg- Widerstandsfähigkeit ist, selbst wenn ein Fehler wie eine Entregung aufgrund eines Drahtbruches entweder bei den Ölsteuerventilen 19 für das Einlassventil oder dem Ölsteuerventil 20 für das Auslassventil auftreten sollte.
Übrigens erfolgt allgemein ein Bezug auf den linearen Solenoidstrom, bei dem die tatsächliche Ventileinstellung keine Änderung erfährt, wie in Fig. 18 gezeigt, als Haltestrom HLD.
Bei der tatsächlichen Steuerung bzw. Regelung wird eine derartige Regelung bzw. Gegenkopplungssteuerung auf der Grundlage des Haltestroms HLD so durchgeführt, das eine Abweichung oder Differenz ΔVT zwischen der gewünschten Ventileinstellung VTo und der tatsächlichen Ventileinstellung VTA einen Wert "0" (Null) annimmt.
Beispielsweise dann, wenn die Ventileinstellabweichung oder Differenz ΔVT (= VTo - VTA) für das Einlassventil größer als Null ist, wird der lineare Solenoidstrom (die Stell- bzw. Steuergröße) CNT zu einem Wert festgelegt, der größer als der Haltestrom HLD ist, um die tatsächliche Ventileinstellung VTA vorzustellen.
Im Gegensatz hierzu wird dann, wenn die Einstellabweichung oder Differenz ΔVT kleiner als Null ist, der lineare Solenoidstrom CNT zu einem Wert eingestellt, der kleiner als der Haltestrom HLD ist, damit die tatsächliche Ventileinstellung VTA verzögert wird.
Ferner wird zum Vorstellen der Ventileinstellung für das Auslassventil der lineare Solenoidstrom CNT zu einem Wert eingestellt, der kleiner als der Haltestrom HLD ist, während für ein Verzögern der Ventileinstellung für das Auslassventil der lineare Solenoidstrom zu einem Wert festgelegt wird, der größer als der Haltestrom HLD ist, umgekehrt zu der Steuerung für das Einlassventil.
Die ECU 21 ist so entworfen, dass sie den durch die Wicklung 193 fließenden Strom verringert, wenn die Einstelldifferenz ΔVT den Wert Null erreicht, so dass die Spule 192 sich der in Fig. 15 und 18 gezeigten Position nähern kann. In dem Zeitpunkt, zu dem die Einstelldifferenz ΔVT gleich Null wird, reguliert die ECU 21 den über die Wicklung 193 fließenden Strom, um hierdurch die Passagen zu der Verzögerungshydraulikkammer 153 und der Vorstellhydraulikkammer 154 des Stellglieds 15 zu blockieren.
Übrigens wird bei dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem, das in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung mit der Nummer 148380/1999 (JP-A-11-148380) offenbart ist, das Ölsteuerventil 19; 20 so gesteuert, dass der bei dem Stellglied 15; 16 anliegende Hydraulikdruck über eine vorgegebene Zeitperiode nach dem Stoppen des Motors gehalten wird.
Insbesondere wird durch Steuern des Ölsteuerventils 19; 20 das in dem Stellglied zusammengefasste Öl gehalten, um hierdurch den Hydraulikdruck zu halten.
Jedoch kann bei dem Motorstartbetrieb der Rotor 150 in dem Stellglied 15; 16 in nicht gewünschter Weise zu der Vorstellposition bewegt werden, unter der Wirkung der Drehträgheit der Kurbelwelle 13C und der Federkraft der Nockenwelle 15C; 16C.
Im Ergebnis kann der Rotor 150 nicht bei der am weitesten verzögerten Position gehalten werden, wodurch es unmöglich wird, die Nockenwinkelsteuerung über eine Periode bis zu dem Zeitpunkt auszuführen, zu dem Öl dem Stellglied 15; 16 von der Ölpumpe zugeführt wird. Übrigens kann ein Buckel- bzw. Höckerphänomen (Engl.: hunching phenomenon) des Rotors 150 beim Start des Motors auftreten, was durch Erzeugung von Rauschen bzw. Lärm begleitet wird.
Anhand der vorangehenden Ausführungsformen ist ersichtlich, dass bei dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem für den Verbrennungsmotor ein Problem dahingehend auftritt, dass der Rotor 150 des Stellglieds 15; 16 in ungewünschter Weise zu der vorgestellten Position verschoben wird, ohne dass er bei der am weitesten verzögerten Position während des Motorstartbetriebs gehalten wird, obgleich der Hydraulikdruck zum Halten des Ölsteuerventils 19; 20 bei Stopp des Motors gehalten wird, wodurch es unmöglich ist, die Nockenwinkelsteuerung auszuführen, bis die Ölzufuhr zu dem Stellglied 15; 16 ermöglicht ist. Übrigens findet das Rotorbuckel- bzw. Höckerphänomen bei einem Motorstartbetrieb statt, was zu einer Geräuscherzeugung als anderen Nachteil führt.
Im Lichte des Stand der Technik, wie er oben beschrieben ist, besteht ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Ventileinstell-Steuersystems für einen Verbrennungsmotor, und das System weist wirksam die Fähigkeit zum Unterdrücken des Auftretens eines Motorabwürgemoments sowie der Erzeugung von Geräuschen bei Start des Motorbetriebs auf, durch Steuern eines Stellglieds derart, dass es positiv bei einer Verriegelungsposition bei einem Stopp oder Start des Motorbetriebs fixiert werden kann, durch Einsatz eines Verriegelungsmechanismus mit der Fähigkeit zum Verriegeln des Stellglieds bei einer vorgegebenen Position.
Im Hinblick auf das obere und andere technische Probleme, die sich anhand der folgenden Beschreibung ergeben, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor geschaffen, und das System enthält eine Sensorvorrichtung zum Detektieren der Betriebszustände eines Verbrennungsmotors eine Einlassventilantriebs-Nockenwelle und eine Auslassventilantriebs-Nockenwelle jeweils zum Treiben der Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors synchron zu der Drehung einer Kurbelwelle des Motors; eine Stellgliedvorrichtung, die betriebsgemäß mit mindestens der Einlassventilantriebs-Nockenwelle oder der Auslassventilantriebs-Nockenwelle verbunden ist, zum Ändern der Öffnung/Schließeinstellungen des (der) relevanten Ventils (Ventile); eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung zum Detektieren einer tatsächlichen Ventileinstellung zumindest der Einlass- oder Auslassventile; eine Ölzufuhrvorrichtung zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zum Treiben der Stellgliedvorrichtung; eine Verriegelungsvorrichtung zum Halten der Stellgliedvorrichtung bei der Verriegelungsposition innerhalb eines Antriebsbereichs, indem sich die Stellgliedvorrichtung treiben lässt; einen Entriegelungsmechanismus zum Freigeben des Verriegelungsmechanismus in Ansprechen auf einen vorgegebenen hydraulischen Druck, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung; und eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung zum Steuern des hydraulischen Drucks, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung zu der Stellgliedvorrichtung in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors, um hierdurch eine relative Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle zu ändern. In dem oben beschriebenen System enthält die Steuervorrichtung eine Energiezuführunterbrechungs-Detektionsvorrichtung zum Detektieren eines Zeitpunkts, zu dem die elektrische Energiezufuhr bei einem Stoppen des Motors unterbrochen ist; eine Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung zum Festlegen einer gewünschten Ventileinstellung Ausführungsform des Motorbetriebszustands; und eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung zum Treiben der Stellgliedvorrichtung derart, dass die tatsächliche Ventileinstellung mit der gewünschten Ventileinstellung übereinstimmt, derart, dass die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung so entworfen ist, dass sie die Ölzufuhrvorrichtung während einer vorgegebenen Zeitperiode steuert, die sich von dem Energiezuführungsunterbrechungszeitpunkt erstreckt, in Ansprechen auf ein Ergebnis der Detektion der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung, um hierdurch der Stellgliedvorrichtung ein Halten in der Verriegelungsposition zu ermöglichen.
Mittels der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich eine Fehlfunktion im Zusammenhang mit dem Motorstartbetrieb positiv vermeiden, und der Motorstartleistungsumfang ist demnach verbessert und verstärkt, aufgrund des Merkmals, dass sich das Stellglied bei der Verriegelungsposition ohne einen Fehler bei dem Stoppen des Motors fixieren lässt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung kann die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung so entworfen sein, dass sie das Stellglied bei der Verriegelungsposition durch Ausführen einer Regelung hält.
Aufgrund des oben beschriebenen Merkmals lässt sich das Ventileinstell-Steuersystem für den Verbrennungsmotor so realisieren, dass gewährleistet ist, dass das Stellglied positiv fixiert bei der Verriegelungsposition eingestellt ist.
Gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der vorliegenden Erfindung kann die Ventileinstell- Einstellvorrichtung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung so entworfen sein, dass sie die gewünschte Ventileinstellung bei der Verriegelungsposition in Ansprechen auf das Ergebnis der Detektion der Energieversorgungsunterbrechungs- Detektionsvorrichtung festlegt.
Durch die oben beschriebene Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich eine Fehlfunktion bei dem Motorstartbetrieb mit vereinfachter Struktur ausschließen.
Gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung kann die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der im ersten Aspekt der Erfindung so entworfen sein, dass, sofern nicht das Stellglied bei der Verriegelungsposition bei einem Motorstart gehalten wird, die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung die Ölzuführvorrichtung zum Realisieren einer maximalen Strömung an der vorgestellten Seite über eine vorgegebene Zeitperiode steuert, die sich von einem Zeitpunkt erstreckt, zu dem der Motor gestartet wird, um hierdurch das Stellglied bei der Verriegelungsposition zu halten.
Mit der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich das Stellglied so steuern, dass es positiv bei der Verriegelungsposition bei Start des Motors fixiert ist.
Gemäß einer weiteren, anderen bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung kann die oben erwähnte, vorgegebene Zeitperiode einer Zeitperiode entsprechen, die sich von einem Betriebsstartzeitpunkt des Motors zu einem Zeitpunkt erstreckt, bei dem die Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) des Motors eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) erreicht.
Durch die oben beschriebene Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems kann das Stellglied so gesteuert werden, dass es positiv bei einer Verriegelungsposition beim Start des Motors fixiert ist, und der betreffende Steuer-Overhead kann zu einem erforderlichen Minimum reduziert sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor geschaffen, und das System enthält Ventileinstell- Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, enthaltend eine Sensorvorrichtung zum Detektieren der Betriebszustände eines Verbrennungsmotors; eine Einlassventilantriebs-Nockenwelle und eine Auslassventilantriebs-Nockenwelle jeweils zum Treiben der Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors synchron zu der Drehung einer Kurbelwelle des Motors; eine Stellgliedvorrichtung, die betriebsgemäß mit mindestens der Einlassventilantriebs-Nockenwelle oder der Auslassventilantriebs-Nockenwelle verbunden ist, zum Ändern der Öffnung/Schließeinstellungen des (der) relevanten Ventils (Ventile); eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung zum Detektieren einer tatsächlichen Ventileinstellung zumindest der Einlass- oder Auslassventile; eine Ölzufuhrvorrichtung zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zum Treiben der Stellgliedvorrichtung; eine Verriegelungsvorrichtung zum Halten der Stellgliedvorrichtung bei der Verriegelungsposition innerhalb eines Antriebsbereichs, indem sich die Stellgliedvorrichtung treiben lässt; einen Entriegelungsmechanismus zum Freigeben des Verriegelungsmechanismus in Ansprechen auf einen vorgegebenen, hydraulischen Druck, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung; und eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung zum Steuern des hydraulischen Drucks, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung zu der Stellgliedvorrichtung in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors, um hierdurch eine relative Phase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle zu ändern. In dem oben beschriebenen System enthält die Steuervorrichtung eine Energiezuführunterbrechungs-Detektionsvorrichtung zum Detektieren eines Zeitpunkts, zu dem die elektrische Energiezufuhr bei einem Stoppen des Motors unterbrochen ist; eine Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung zum Festlegen einer gewünschten Ventileinstellung auf der Grundlage des Motorbetriebszustands; und eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung zum Treiben der Stellgliedvorrichtung derart, dass die tatsächliche Ventileinstellung mit der gewünschten Ventileinstellung übereinstimmt, wobei die Steuervorrichtung ferner eine Verriegelungspositions-Steuervorrichtung enthält zum Steuern der Ölzuführvorrichtung zum Halten der Stellgliedvorrichtung bei der Verriegelungsposition; und eine Umstellvorrichtung zum Umstellen der Steuerung der Ölzufuhrvorrichtung in Ansprechen auf das Ergebnis der Detektion der Energiezuführungsunterbrechungs- Detektionsvorrichtung, und derart, dass die Umstellvorrichtung entworfen ist für die Auswahl einer üblichen Steuerung, ausgeführt durch die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung, bei einem Energieanschaltzustand des Motors, wohingehend die Auswahl einer Verriegelungspositionsregelung erfolgt, ausgeführt durch die Steuervorrichtung für die Verriegelungsposition, bei einer Unterbrechung der Energiezufuhr zu dem Motor, um hierdurch die Stellgliedvorrichtung bei der Verriegelungsposition über eine vorgegebene Zeitperiode ausgehend von dem Energiezuführungsunterbrechungszeitpunkt zu halten.
Mittels der Anordnung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung lässt sich das Stellglied positiv bei der Verriegelungsposition bei Start des Motors fixieren, wodurch möglicherweise bei Start des Motorbetriebs auftretende Fehlfunktionen vermieden werden können, wodurch der Startleistungsumfang des Motor signifikant verbessert und angehoben werden kann.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung kann die Verriegelungspositions- Steuervorrichtung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung so entworfen sein, dass selbst nach dem Stoppen des Motors die Verriegelungspositions- Steuervorrichtung das Halten einer Stell- bzw. Steuergröße fortsetzt, die der Ölzufuhrvorrichtung während dem Ausführen der Haltesteuerung vor dem Stoppen des Motors zugeführt wird.
Durch die oben beschriebene Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems können Fehlfunktionen des Motorstartbetriebs positiv unterdrückt werden.
Gemäß einer zusätzlichen weiteren, bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung kann die Verriegelungspositions- Steuervorrichtung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung so entworfen sein, dass selbst nach dem Stoppen des Motors die Verriegelungspositions- Steuervorrichtung das Halten einer Steuergröße fortsetzt, die einer Summe einer Steuergröße, die der Ölzufuhrvorrichtung während dem Ausführen der Haltesteuerung vor dem Stoppen des Motors entspricht, und eines vorgegebenen Werts entspricht.
Mit der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich der Stellgliedverriegelungsleistungsumfang bei einem Start des Motors weiter verbessern.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung kann die Verriegelungpositions- Steuervorrichtung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung so entworfen sein, dass sie eine Steuergröße für die Ölzufuhrvorrichtung nach dem Stoppen des Motors zu einem Wert festlegt, der durch periodisches Addieren zumindest in zweifacher Weise eines vorgegebenen Werts zu der Steuergröße erhalten wird, die der Ölzufuhrvorrichtung während dem Ausführen der Haltesteuerung vor dem Stoppen des Motors zugeführt wird.
Durch die oben beschriebene Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich der Stellglied- Verriegelungsleistungsumfang bei einem Stoppen des Motors in gleicher Weise verbessern.
Gemäß einem anderen Ausführungsmodus zum Ausführen der Erfindung sollte der oben erwähnte, vorgegebene Wert bevorzugt einem Wert zum Korrigieren der Abweichung der Verriegelungsposition entsprechen, die durch Wiederherstellwirkungen der Nockenwelle bewirkt werden.
Mit der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich der Stellglied-Verriegelungs- Leistungsumfang beim Stoppen des Motors ebenso verbessern.
Bei einer zusätzlichen, anderen Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung sollte die Verriegelungspositions- Steuervorrichtung des Ventileinstell-Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bevorzugt so entworfen sein, dass sie die Zuführung einer Steuergröße zum Realisieren einer maximalen Strömung bei einer vorgestellten Seite zu der Ölzufuhrvorrichtung selbst nach dem Stoppen des Motors fortsetzt.
Mit der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich das Stellglied vorteilhafterweise so steuern, dass es positiv bei der Verriegelungsposition bei einem Stoppen des Motors fixiert ist.
Gemäß einer zusätzlichen, anderen Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung sollte die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung des Ventileinstell- Steuersystems gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung bevorzugt so entworfen sein, dass - sofern das Stellglied nicht bei der Verriegelungsposition bei einem Motorstart gehalten ist - die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung die Ölzufuhrvorrichtung zum Realisieren einer maximalen Strömung bei der vorgestellten Seite über eine vorgegebene Zeitperiode, ausgehend von einem Zeitpunkt, zu dem der Motor gestartet wird, fortsetzen, um hierdurch das Stellglied bei der Verriegelungsposition zu halten.
Mit der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich das Stellglied positiv bei der Verriegelungsposition beim Stopp des Motors fixieren, wodurch sich eine Fehlfunktion ausschließen lässt, die andernfalls bei dem Motorstartbetrieb auftreten kann.
Gemäß einer anderen Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung sollte die oben erwähnte, vorgegebene Zeitperiode bevorzugt einer Periode entsprechen, die sich von einem Betriebsstartzeitpunkt des Motors zu einem Zeitpunkt erstreckt, zu dem die Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) des Motors eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) erreicht.
Mit der oben beschriebenen Anordnung des Ventileinstell- Steuersystems lässt sich der Betrieb positiv bei der Verriegelungsposition bei einem Start des Motors fixieren, und der auftretende Steuer-Overhead ist zu einem erforderlichen Minimum reduziert.
Die obigen und anderen technischen Probleme, Merkmale und zugeordneten Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich einfacher anhand der Lektüre der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen hiervon verstehen, die lediglich beispielhaft im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung herangezogen werden.
Im Verlauf der folgenden Beschreibung erfolgt ein Bezug auf die Zeichnung; es zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild zum allgemeinen Darstellen einer Konfiguration einer Steuereinheit (ECU), die in dem Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor enthalten ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Steuereinheit (ECU) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein Funktionsblockschaltbild zum allgemeinen Darstellen einer Konfiguration einer Steuereinheit (ECU) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Flussdiagramm zum Darstellen des Betriebs der Steuereinheit (ECU) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Flussdiagramm zum Darstellen des Betriebs einer Steuereinheit (ECU) gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines weiteren Betriebs der Steuereinheit (ECU) gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Diagramm zum allgemeinen und schematischen Darstellen einer Konfiguration eines üblichen Ventileinstell-Steuersystems eines Verbrennungsmotors, bei dem die technischen Lehren der vorliegenden Erfindung angewandt werden;
Fig. 8 ein Funktionsblockschaltbild zum allgemeinen Darstellen funktionaler Merkmale des üblichen Ventileinstell-Steuersystems;
Fig. 9 eine Ansicht zum allgemeinen Darstellen der Beziehung zwischen den Kurbelwinkeln (Phasen) und Ventilhüben bei dem üblichen Ventileinstell- Steuersystem für den Verbrennungsmotor;
Fig. 10 ein Zeitablaufdiagramm zum Darstellen der Zeitablauf- oder Phasenbeziehungen zwischen einem Ausgabebussignal eines Kurbelwinkelsensors und demjenigen eines Nockenwinkelsensors in dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem für den Verbrennungsmotor;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines Stellglieds des üblichen Ventileinstell- Steuersystems;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht zum Darstellen des Stellglieds in einem Zustand, der sich von dem in Fig. 11 gezeigten unterscheidet;
Fig. 13 eine Querschnittsansicht zum Darstellen des Stellglieds in einem zusätzlichen, anderen Betriebszustand;
Fig. 14 eine Seitenaufsicht-Querschnittsansicht zum Darstellen einer Struktur einer Ventileinstell- Ventileinheit, die in einem üblichen Ventileinstell-Steuersystem enthalten ist, bei dem die technischen Lehren der vorliegenden Erfindung angewandt werden;
Fig. 15 eine Seitenaufsicht-Querschnittsansicht zum Darstellen der Ölsteuerventileinheit in einem Betriebszustand, der sich von dem in Fig. 14 gezeigten unterscheidet;
Fig. 16 eine Aufsicht-Querschnittsansicht zum Darstellen der Ölsteuerventileinheit in einem weiteren, anderen Betriebszustand;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines Betriebszustands des Stellglieds und des Ölsteuerventils in dem üblichen Ventileinstell- Steuersystem für den Verbrennungsmotor, bei dem die technischen Lehren der vorliegenden Erfindung angewandt werden können;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht zum Darstellen eines anderen Betriebszustands des Stellglieds und des Ölsteuerventils in dem üblichen Ventileinstell- Steuersystem für den Verbrennungsmotor; und
Fig. 19 eine Querschnittsansicht zum Darstellen eine weiteren, andere Betriebszustands des Stellglieds und des Ölsteuerventils in dem üblichen Ventileinstell-Steuersystem für den Verbrennungsmotor.
Die vorliegende Erfindung wird detailliert im Zusammenhang mit dem beschrieben, was momentan als bevorzugte oder typische Ausführungsformen hiervon angesehen wird, unter Bezug auf die Zeichnung. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile über die mehreren Ansichten hinweg.
Nachfolgend wird ein Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum allgemeinen Darstellen einer Anordnung einer Steuervorrichtung (ECU 21A) für das Ventileinstell-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, derart, dass Komponenten ähnlich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 7 und 8 erwähnten anhand derselben Bezugszeichen bezeichnet sind, wie diejenigen, die unter Verwendung von "A" oder dieses Affix verwendet werden, und eine detaillierte Beschreibung hiervon ist weggelassen.
Übrigens ist die Konfiguration des gesamten Systems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen identisch zu derjenigen, die zuvor unter Bezug auf die Fig. 7 beschrieben ist, mit Ausnahme der Differenz bzw. des Unterschieds bei einigen Betriebsfunktionen der ECU 21A. Ferner ist die physikalische Struktur des Stellglieds 15; 16 und diejenige des Ölsteuerventils (OCV) 19; 20 ebenso im wesentlichen identisch zu denjenigen, die hier zuvor im Zusammenhang mit den Fig. 11 bis 19 beschrieben ist.
Zusätzlich sind bei dem nun betrachteten Ventileinstell- Steuersystem die angleichbaren oder variablen Bereiche der Ventileinstellung für das Einlassventil und das Auslassventil dieselben, wie diejenigen, die in Fig. 9 dargestellt ist. Übrigens sind die Beziehungen zwischen den Ausgangssignalen des Kurbelwinkelsensors 14 und der Nockenwinkelsensoren 17; 18 ebenso dieselben wie diejenigen, die in Fig. 10 dargestellt sind.
Nun ist unter Bezug auf die Fig. 1 zu erkennen, dass die Stellglieder 15; 16 und die Ölsteuerventile (Ölversorgungsvorrichtung) 19; 20 zusammenwirken, zum Bilden eines variablen Ventileinstell-(VVT, Engl.: variable valve timing)Mechanismus, ähnlich bei dem hier zuvor beschriebenen, üblichen Ventileinstell-Steuersystem. Die ECU 21A, die den variablen Ventileinstellmechanismus steuert bzw. regelt, enthält eine Motorbetriebszustand-Detektionsvorrichtung 211, eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 212, eine Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A, eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A und eine Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215.
Die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A ist so entworfen, dass sie die Ventileinstellung zu einer Ziel- oder gewünschten Ventileinstellung VTo so festlegt, dass das Stellglied 15; 16 durch den Verriegelungsmechanismus fixiert sein kann, in Ansprechen auf das Detektieren der Energiezufuhrunterbrechung durch die Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215, bei einem Stopp des Motorbetriebs.
Die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A ist so entworfen oder programmiert, dass sie die Gegenkopplungssteuerung bzw. Regelung für das Ölsteuerventil 19; 20 über eine vorgegebene Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden) ausführt, ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem die Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215 die Energiezuführunterbrechung bei einem Motorstopp detektiert, so dass die Abweichung oder Differenz zwischen der gewünschten Ventileinstellung VTo - eingestellt durch die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A - und der tatsächlichen Ventileinstellung VTA - detektiert durch die Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 212 - verschwinden kann.
Insbesondere dient die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A zum Festlegen der gewünschten Ventileinstellung VTo zu der Verriegelungsposition bei einer Unterbrechung der Energieversorgung, wohingehend die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A zum Halten oder Aufrechterhalten des Stellglieds 15; 16 bei der Verriegelungsposition dient, über das Medium des Ölsteuerventils 19; 20 über die vorgegebene Periode von dem Zeitpunkt, zu dem die Energiezufuhr unterbrochen ist.
Als nächstes erfolgt unter Bezug auf ein in Fig. 2 gezeigtes Flussdiagramm eine konkrete Beschreibung der Betriebsschritte der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215, der Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A und der Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A in dem Ventileinstell- Steuersystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die in Fig. 2 dargestellte Verarbeitungsroutine wird durch die ECU 21A bei jedem vorgegebenen Zeitintervall ausgeführt.
Unter Bezug auf die Fig. 2 ist zu erkennen, dass die in der ECU 21A enthaltene Motorbetriebszustands- Detektionsvorrichtung 211 Information im Hinblick auf den Motorbetriebszustand abruft, beispielsweise Einlassluftmenge, Drosselklappenöffnungsumfang, Kühlwassertemperatur, Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min), Ventileinstellungen und andere Informationen, ausgehend von zahlreichen Sensoren, beispielsweise dem Luftströmungssensor 3, dem Drosselklappenpositionssensor, dem Kühltemperatursensor, dem Kurbelwinkelsensor 14, dem Nockenwinkelsensor 17; 18 und anderer Sensoren (unter Bezug auf Fig. 7), zum Detektieren des Motorbetriebszustands D (Schritt S1).
In Folge wird ein Winkel der Verstellung (d. h., die relative Phase) der Nockenwellen 15C und 16C relativ zu der Kurbelwelle 13C arithmetisch bestimmt, im Hinblick auf die tatsächliche Ventileinstellung VTA, auf der Grundlage des von dem Kurbelwinkelsensor 14 ausgegebenen Kurbelwinkelsignals und der von dem Nockenwinkelsensor 17; 18 ausgegebenen Nockenwinkelsignale (Schritt S2).
In Folge wird durch die Energiezuführungsunterbrechungs- Detektionsvorrichtung 215 entschieden, ob der Zündschalter geschlossen ist oder nicht (Schritt S3). Erfolgt in dem Schritt S3 eine Entscheidung dahingehend, dass der Zündschalter geschlossen ist (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt S3 im Ergebnis zu einer Bestätigung "JA" führt), wird das Detektionssignal zum Anzeigen der vorliegenden Energie bei der Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A eingegeben.
In Ansprechen auf das gerade oben erwähnte Detektionssignal referenziert die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A eine Datenabbildung oder Tabelle, in der die bestimmten Positionen vorab jeweils in Zuordnung zu den Motorbetriebszuständen D enthalten sind, um hierdurch die gewünschte Ventileinstellung VTo für die übliche Regelung in Übereinstimmung mit dem momentanen Motorbetriebszustand D festzulegen (Schritt S4).
Erfolgt andererseits in dem Schritt S3 eine Entscheidung dahingehend, dass der Zündschalter geöffnet ist (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt S3 im Ergebnis zu einer Verneinung "NEIN" führt), bewirkt die Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215 die Eingabe des Detektionssignals zum Anzeigen der Energiezuführungsunterbrechung bei der Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A.
In Ansprechen auf das gerade erwähnte Detektionssignal schaltet die ECU 21A den Kraftstoffinjektor 7 (siehe Fig. 7) und die Zündeinheit mit der Zündspule 9 (Schritt S15) aus. Andererseits legt die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A die gewünschte Ventileinstellung VTo zu einer Verriegelungsposition θR (Schritt S6) fest, so dass eine Fixierung erfolgt, und das Stellglied 15; 16 lässt sich bei der Verriegelungsposition θR mittels des Verriegelungsmechanismus fixieren.
Hiernach bestimmt die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A arithmetisch die Abweichung oder Differenz ΔVT zwischen der gewünschten Ventileinstellung VTo und der tatsächlichen Ventileinstellung VTA (Schritt S7) zum Ausgeben der Steuergröße CNT, die in Übereinstimmung mit der Differenz ΔVT vorliegt, im Hinblick auf einen Steuerstrom, der dem Ölsteuerventil 19; 20 zuzuführen ist (Schritt S8).
Auf diese Weise steuert durch Ausführen der Regelung der Steuergröße (Steuerstrom) CNT für das Ölsteuerventil 19; 20 die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A das Stellglied 15; 16 für eine Einstellung gemäß der gewünschten Ventileinstellung VTo auf der Grundlage der relevanten, vorab vorbereiteten Abbildungsdaten bei Schließen des Zündschalters während eines Steuerns des Stellglieds 15; 16 zu der Verriegelungsposition θR, wenn der Zündschalter abgeschaltet oder geöffnet ist.
Hiernach führt die ECU 21A eine Entscheidung dahingehend aus, ob eine vorgegebene Zeitperiode (z. B. 5 Sekunden) seit dem Öffnen des Zündschalters verstrichen ist oder nicht (Schritt S9). Wird in dem Schritt S9 entschieden, dass die vorgegebene Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden) noch nicht verstrichen ist (d. h., führt der Entscheidungsschritt S9 im Ergebnis zu "NEIN"), so wird das Hauptrelais dann angeschaltet oder geschlossen (Schritt S10), worauf der Verarbeitungsschritt S1 wieder aufgenommen wird.
Als Ergebnis dieser Vorgehensweise wird das Hauptrelais, das als Energiezufuhr zu der ECU 21A dient, in einem geschlossenen Zustand gehalten, d. h. in dem Anschaltzustand, bis die Zeitperiode von 5 Sekunden seit dem Öffnen des Zündschalters verstrichen ist.
Wird andererseits in dem Schritt S9 entschieden, dass die 5 Sekunden seit dem Öffnen des Zündschalters verstrichen sind (d. h., für den Entscheidungsschritt S9 im Ergebnis zu "JA"), so wird das Hauptrelais dann unter Steuerung durch die ECU 21A (Schritt S11) geöffnet, worauf die in Fig. 2 gezeigte Bearbeitungsroutine zu einem Ende kommt.
Auf diese Weise wird das Stellglied 15; 16 so gesteuert, dass es zu der Verriegelungsposition über die vorgegebene Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden) nach dem Stoppen des Motors festgelegt ist, und das Stellglied 15; 16 lässt sich bei der Verriegelungsposition durch den Verriegelungsmechanismus ohne Fehler bzw. Störung fixieren.
Demnach lässt sich die Nockenwinkelsteuerung glatt und gleichmäßig bei dem nachfolgenden Motorstartbetrieb ausführen, wodurch ein derartig ungewünschtes Phänomen, wie ein Buckeln (Engl.: hunching) des Rotors 150 (unter Bezug auf die Fig. 11 bis 13, Fig. 17 bis 19) und eine Geräuschentwicklung, zufriedenstellend bei dem Motorstartbetrieb unterdrückt werden können.
Ferner wird aufgrund der Tatsache, dass die Verriegelungsposition θR durch die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A in Ansprechen auf die Detektion der Energiezuführunterbrechung festgelegt ist, die Umstellvorrichtung 217 (unter Bezug auf die Fig. 8) unnötig, was bedeutet, dass sich der Stellgliedverriegelungs- Leistungsumfang mit einer vereinfachten Struktur verbessern lässt.
Vorangehend wurde das Ventileinstellung-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung unter der Annahme beschrieben, dass die Regelung durch die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214A für das Ölsteuerventil 19; 20 für ein Festlegen bei der Verriegelungsposition nach dem Stoppen des Motorbetriebs ausgeführt wird. Es ist jedoch zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die Regelung eingeschränkt ist, sondern dass sich eine gegenkopplungsfreie Steuerung auf der Grundlage eines eingestellten Werts θR der Verriegelungsposition ebenso anwenden lässt.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung wird das Stellglied 15; 16 bei der Verriegelungsposition fixiert, durch Ausführen der Regelung durch Ändern der gewünschten Ventileinstellung VTo bei Unterbrechung der Energiezufuhr. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zusätzlich der Einsatz einer Umstellvorrichtung einer Verriegelungspositions-Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung, die in Ansprechen auf die Energiezuführunterbrechung operativ sind.
Die Fig. 3 zeigt ein Funktionsblockschaltbild zum allgemeinen Darstellen einer Anordnung einer Steuervorrichtung (ECU 21B) bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und das System nutzt eine Steuervorrichtung für die Verriegelungsposition. In Fig. 3 sind die Komponenten ähnlich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 1 und 8 erwähnten anhand derselben Bezugszeichen bezeichnet, wie diejenigen, die mit dem Affix "B" bezeichnet oder verwendet sind, und eine detaillierte Beschreibung hiervon wird weggelassen.
Unter Bezug auf die Fig. 3 ist zu erkennen, dass die ECU 21B ferner eine Verriegelungspositions-Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung 218 und eine Umstellvorrichtung 217B enthält, zusätzlich zu der Motorbetriebszustands- Detektionsvorrichtung 211, der Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 212, der Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213B, der Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214B und der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215.
Die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218 ist so entworfen, das sie fortlaufend eine Steuer- bzw. Stellgröße (d. h., einen Haltestrom) HLDB zuführt, der für die Haltesteuerung vor dem Motorstoppbetrieb wirksam ist (d. h., vor dem Öffnen des Zündschalters), und zwar zu dem Ölsteuerventil 19; 20 während einer vorgegebenen Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden), so dass sich das Stellglied 15; 16 in der Verriegelungsposition halten lässt, nachdem der Motor gestoppt ist (d. h., nach der Unterbrechung der Energiezufuhr).
Andererseits ist die Umstellvorrichtung 217B so entworfen, dass sie die Steuergröße für das Ölsteuerventil 19; 20 umstellt, zwischen dem Wert für die übliche Steuerung (ausgeführt durch die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214B) bei einem Energieanschaltvorgang des Motors und dem Wert für die Haltesteuerung (ausgeführt durch die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218), bei einem Energieabschaltvorgang des Motors in Abhängigkeit von dem Detektionssignal, zum Anzeigen des Energieanschalt/Abschaltzustands), das von der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215 ausgegeben wird.
In anderen Worten ausgedrückt, wählt die Umstellvorrichtung 217B die übliche Steuergröße, zugeführt von der Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214B, bei einem Energieanschaltzustand des Motors, während sie die Verriegelungspositions-Steuergröße auswählt, zugeführt von der Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218, bei einem Energieabschaltzustand des Motors, um hierdurch das Stellglied 15; 16 bei der Verriegelungsposition während einer vorgegebenen Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden) von dem Zeitpunkt der Unterbrechung der Energiezufuhr beizubehalten oder zu halten.
Als nächstes erfolgt unter Bezug auf ein in Fig. 4 gezeigtes Flussdiagramm eine Ausrichtung der Beschreibung zu Betriebsschritten der Energiezuführungsunterbrechungs- Detektionsvorrichtung 215, der Verriegelungspositions- Steuervorrichtung 218 und der Umstellvorrichtung 217B des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezug auf die Fig. 4 ist zu erkennen, dass sich die hier gezeigte Bearbeitungsprozedur von der in Fig. 2 gezeigten lediglich im Hinblick auf darin unterscheidet, dass die sequentielle Folge der Schritte S3 und S4 umgekehrt ist, und dass ein Schritt S12 anstelle des Schritts S6 eingefügt ist.
Bei der nun relevanten Prozedur wird in Folge zu der Sensorsignal-(Betriebszustand D)Abrufverarbeitung in dem Schritt S1 und der arithmetischen Verarbeitung zum Bestimmen der tatsächlichen Ventileinstellung VTA in dem Schritt S2 die gewünschte Ventileinstellung VTo festgelegt (Schritt S4), worauf dann der Schritt S3 folgt, in dem eine Entscheidung dahingehend erfolgt, ob der Zündschalter geschlossen oder an ist oder nicht.
Wird in dem Schritt S3 entschieden, dass der Zündschalter geschlossen ist (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt S3 im Ergebnis zu "JA" führt), wird die Verarbeitungsprozedur zum Bestimmen der Ventileinstellungdifferenz ΔVT (Schritt S7) und der Steuergröße CNT-Ausgabeverarbeitung (Schritt S8) ausgeführt, ähnlich zu der zuvor beschriebenen Verarbeitungsprozedur.
Wird im Gegensatz hierzu in dem Schritt S3 entschieden, dass der Zündschalter geöffnet ist (d. h., wenn der Entscheidungsschritt S3 zu dem Ergebnis "NEIN" führt), wird zunächst die Abschaltverarbeitung des Kraftstoffinjektors 7 und der Zündeinheit zunächst bei dem Schritt S5 ausgeführt, worauf dann ein Schritt S12 folgt, indem die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218 die Steuergröße CNT zu dem Haltestromwert HLDB wirksam vor dem Öffnen des Zündschalters festlegt, zum Beibehalten oder Halten des Stellglieds 15; 16 bei der Verriegelungsposition (Schritt S12).
Andererseits bewirkt die Umstellvorrichtung 217B die Ausgabe des Haltestromwerts HLDB, zugeführt von der Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218, als Steuergröße CNT in Ansprechen auf die Energiezuführunterbrechung (d. h., das Abschalten des Zündschalters) in einem Schritt SS8, um elektrisch das Ölsteuerventil 19; 20 zu erregen.
Hiernach wird bei dem Zeitpunkt, zu dem in dem Schritt S9 entschieden wird, dass sie vorgegebene Zeitperiode (z. B. 5 Sekunden) verstrichen ist, das Hauptrelais unter Steuerung der ECU 21A geöffnet (Schritt S11), wonach die in Fig. 4 gezeigte Verarbeitungsroutine zu einem Ende kommt.
Auf diese Weise wird in dem Fall des Stoppens des Motors, ausgehend von dem vor dem Stoppen des Motors vorliegenden Verriegelungspositions-Haltezustand, der Haltestrom HLDB über eine vorgegebene Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden) nach dem Öffnen des Zündschalters gehalten, wodurch das Stellglied 15; 16 bei der Verriegelungsposition mittels des Verriegelungsmechanismus fixiert ist.
Demnach lässt sich die Nockenwinkelsteuerung glatt bei dem nachfolgenden Motorstartbetrieb ausführen, durch Unterdrücken eines derartig 13358 00070 552 001000280000000200012000285911324700040 0002010147670 00004 13239 ungewünschten Phänomens, wie einem Höcker bzw. einem Buckeln des Rotors 150 (unter Bezug auf die Fig. 11 bis 13, Fig. 17 bis 19) und einer Geräuscherzeugung bei dem Motorstartbetrieb, wie in dem Fall des zuvor beschriebenen Systems.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuergröße CNT für die Abschirmvorrichtung 19; 20 bei einem Energieabschaltzustand des Motors zu dem Haltestromwert HLDB festgelegt, der wirksam ist, bevor die Energiezufuhr unterbrochen ist. Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung richtet sich auf das Ventileinstell- Steuersystem, bei dem die Steuergröße CNT zu einem Stromwert festgelegt ist, der einer maximalen Strömung bei der vorgestellten Seite entspricht.
Die Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, und das System ist so entworfen, dass sie die Steuergröße CNT bei einem Energieabschalten des Motors (d. h., dann, wenn der Motorbetrieb gestoppt wird) zu einem Stromwert festlegt, der einer maximalen Strömung bei der vorgestellten Seite entspricht. In der Figur sind Verarbeitungsschritte, die gleich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 2 und 4 beschriebenen sind, anhand derselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung hiervon wird weggelassen.
Ferner zeigt die Fig. 6 ein Flussdiagramm zum Darstellen des Betriebs des Ventileinstell-Steuersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Motorstart-Betriebsmodus. Weiterhin sind in dieser Fig. Verarbeitungsschritte, die gleich oder äquivalent zu den hier zuvor unter Bezug auf die Fig. 2, 4 und 5 beschriebenen sind, anhand der gleichen Bezugszeichen, wie die hier zuvor verwendeten, bezeichnet, die mit dem Affix "A" versehen sind, je nach vorliegendem Fall. Demnach ist eine wiederholte Beschreibung dieser Bearbeitungsschritte nicht erforderlich.
Ferner ist die allgemeine Konfiguration der ECU 21B im wesentlichen dieselbe wie diejenige, die in Fig. 3 gezeigt ist, mit Ausnahme einer Differenz im Hinblick auf die Funktionen der Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218.
Spezifischer ist die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung angepasst zum Zuführen einer Steuergröße zu dem Ölsteuerventil 19; 20 für ein Festlegen eines maximalen Werts (z. B., ein A (Ampère)) für das Vorstellen des Stellglieds 15; 16 in fortlaufender Weise über eine vorgegebene Zeitperiode (z. B., 5 Sekunden) nach dem Stoppen des Motors, um hierdurch zu bewirken, dass das Stellglied 15; 16 zu der am weitest vorgestellten Position verschoben ist. Auf diese Weise lässt sich gewährleisten, dass das Stellglied 15; 16 fest bei der Verriegelungsposition durch den Verriegelungsmechanismus mit hoher Wahrscheinlichkeit dann fixiert ist, wenn der Motor erneut gestartet wird.
Andererseits führt, sofern nicht das Stellglied 15; 16 bei der Verriegelungsposition bei einem Start des Motors festgelegt ist, die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung 214B den maximalen Strom zu dem Ventilsteuerventil 19; 20 zu, damit bewirkt wird, dass das Stellglied 15; 16 zu der am weitest vorgestellten Position verschoben ist, so dass sich das Stellglied 15; 16 bei der Verriegelungsposition fixieren lässt.
Gemäß Fig. 5 unterscheidet sich die hierin dargestellte Verarbeitungsprozedur von der in Fig. 4 dargestellten lediglich im Hinblick auf darin, dass ein Schritt S13 anstelle des Schritts S12 eingefügt ist.
Unter Bezug auf die Fig. 5 ist zu erkennen, dass dann, wenn in dem Schritt S3 entschieden wird, dass der Zündschalter geöffnet ist (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt S3 im Ergebnis zu "NEIN" führt), der maximale Steuerstrom als Steuergröße CNT in Folge zu dem Schritt S5 festgelegt ist, um hierdurch das Stellglied 15; 16 zu der am weitesten vorgestellten Position zu verschieben (Schritt S13).
Hiernach wird die Steuergröße CNT ausgegeben (Schritt S8), und das Hauptrelais ist nach dem Verstreichen der vorgegebenen Zeit (z. B., 5 Sekunden) geöffnet (Schritt S11), wonach die in Fig. 5 gezeigte Verarbeitungsroutine zu einem Ende kommt.
Andererseits führt dann, wenn das Stellglied 15; 16 nicht bei der Verriegelungsposition mittels des Verriegelungsmechanismus bei oder nach dem Stoppen des Motors fixiert ist, sondern bei einer Position anders als der Verriegelungsposition festgelegt ist, die ECU 21B die in Fig. 6 gezeigte Verarbeitungsprozedur bei erneutem Start des Motors aus.
Nun bewirkt, unter Bezug auf die Fig. 6, dann, wenn die Energiezufuhr zu dem Starter bei dem Motorstartbetrieb angeschaltet wird (Schritt S14), die Verriegelungspositions- Steuervorrichtung 218 ein Festlegen der Steuergröße CNT (Stromwert für die elektrische Erregung) für das Ölsteuerventil 19; 20 zu dem maximalen Wert (Schritt S13A), um hierdurch elektrisch das Ölsteuerventil 19; 20 zu erregen (Schritt S8).
Die Zufuhr der Steuergröße CNT wird bei sich erhöhender Motorumdrehungsgeschwindigkeit solange fortgesetzt, bis eine ausreichende Menge an Öl zugeführt wird, damit ermöglicht wird, dass das in der Verzögerungshydraulikkammer 153 verbleibende Öl (siehe Fig. 11) wirksam abgeleitet werden kann.
Durch Erhöhen der Distanz der Verstellung des Rotors 150 (siehe Fig. 11 bis 13 und Fig. 17 bis 19) durch Kurbeln und Bewegen des Rotors 150 zu der Verriegelungsposition wird ein Eingriff des Verriegelungsstifts 155 in die Verriegelungsvertiefung 157 bewirkt, um hierdurch das Stellglied 15; 16 zu verriegeln.
In Folge erfolgt eine Entscheidung in einem Schritt S15 dahingehend, ob die Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) Ne eine vorgegebene Motorumdrehungsgeschwindigkeit (500 U/min) erreicht oder überstiegen hat. Ist die Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) Ne niedriger als 500 U/min (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt S15 im Ergebnis zu "NEIN" führt), so wird der Schritt S13A wieder aufgenommen.
Ist im Gegensatz hierzu die Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) Ne gleich oder höher als 500 U/min (d. h., dann, wenn der Entscheidungsschritt S15 im Ergebnis zu "JA" führt), so wird davon ausgegangen, dass der Motorbetrieb den Startmodus verlassen hat, und die Steuerung bzw. Regelung wird zu der üblichen Steuerung bzw. Regelung umgestellt (Schritt S16), wonach die in Fig. 6 gezeigte Verarbeitungsprozedur terminiert wird.
In diesem Zusammenhang ist zu ergänzen, dass die Zeit, die für den Motor zum Erreichen der Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) Ne gleich oder höher als 500 U/min erforderlich ist, in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren variieren kann, beispielsweise der Temperatur des Kühlwassers oder andere Größen.
Auf diese Weise kann selbst dann, wenn das Stellglied 15; 16 nicht bei der Verriegelungsposition fixiert ist, sondern zu einer anderen, vorgegebenen Position als der Verriegelungsposition im Zeitpunkt des Starts des Motorbetriebs festgelegt ist, das Stellglied 15; 16 zu der am weitesten vorgestellten Position verstellt werden, durch Steuern des Ölsteuerventils 19; 20 derart, dass die maximale Strömung an der Vorlaufseite dann realisiert ist, wenn der Starter angeschaltet ist, wodurch der verbesserte Verriegelungsleistungsumfang gewährleistet sein kann.
In anderen Worten ausgedrückt, kann die Wahrscheinlichkeit erhöht sein, dass das Stellglied 15; 16 bei der Verriegelungsposition mittels des Verriegelungsmechanismus fixiert ist.
Demnach lässt sich die Nockenwinkelsteuerung glatt bei dem Motorstartbetrieb ausführen, wodurch ein derartig ungewünschtes Phänomen, wie ein Buckeln des Rotors 150 (unter Bezug auf die Fig. 11 bis 13, Fig. 17 bis 19) und eine begleitende Geräuschentwicklung, wirksam unterdrückt werden können.
Ferner wird in dem Zeitpunkt, zu dem die Motorumdrehungsgeschwindigkeit (U/min) Ne die vorgegebene Motorumdrehungsgeschwindigkeit (500 U/min) erreicht, die gewöhnliche Steuerung bzw. Regelung wieder aufgenommen (Schritt S16). Durch dieses Merkmal lässt sich die Steuerung zum fixierten Festlegen des Stellglieds 15; 16 zu der Verriegelungsposition bei einem Motorstart zu einem erforderlichen Minimum reduzieren, was wiederum bedeutet, dass die für den Motor wirksame, übliche Steuerung bzw. Regelung zum Erzielen des besten Vorteils verwendet werden kann.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die Verriegelungsposition bei einer Mitte oder Zwischenposition anders als die am weitesten vorgestellte Position (oder die am meisten verzögerte Position) festgelegt ist.
Bei dem Ventileinstell-Steuersystem gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist die Verriegelungsposition bei der am meisten vorgestellten Position (und der am meisten verzögerten Position) festgelegt. Mit dieser Anordnung lassen sich im wesentlichen dieselben vorteilhaften Wirkungen, wie oben beschrieben, erzielen.
Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der detaillierten Beschreibung, und demnach besteht die Absicht für die angefügten Patentansprüche, sämtliche derartige Merkmale und Vorteile des Systems abzudecken, die innerhalb des wahren Sinngehalts und Schutzbereichs der Erfindung fallen. Da ferner zahlreiche Modifikationen und Kombinationen für die mit dem Stand der Technik Vertrauten einfach erkennbar sind, wird nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den dargestellten und beschriebenen Betrieb einzuschränken.
Beispielhaft erfolgt die Beschreibung unter der Annahme, dass die technischen Lehren der vorliegenden Erfindung auf den Fall angewandt werden, bei dem die Umstellvorrichtung 217B und die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218 (unter Bezug auf die Fig. 3) eingesetzt werden, die auf die Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215 ansprechen. Jedoch lässt sich die Erfindung ebenso auf den Fall anwenden, bei dem die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung 213A (unter Bezug auf die Fig. 1), die zum Ansprechen auf die Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung 215 ausgebildet ist, angepasst ist. In diesem Fall lässt sich das Stellglied 15; 16 ebenso bei der Verriegelungsposition fixieren, mittels des Verriegelungsmechanismus, durch Steuern des Ölsteuerventils 19; 20 so, dass die maximale Strömung an der Vorlaufseite realisiert ist, selbst wenn das Stellglied 15; 16 bei jedweder anderen Position als der Verriegelungsposition im Zeitpunkt des Starts des Motorbetriebs festgelegt ist.
Ferner kann, obgleich beschrieben wurde, dass die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218 des Systems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so ausgebildet ist, dass sie den Haltestromwert HLDB wirksam vor dem Stoppen des Motors als Steuergröße CNT nach dem Stopp des Motors festlegt, ein Wert, der sich durch die Addition eines vorgegebenen Werts zu dem Haltestromwert HLDB ergibt, als Steuergröße CNT verwendet werden. In diesem Fall lässt sich der Stellglied-Verriegelungsleistungsumfang im Zeitpunkt des Stoppens des Motorbetriebs ferner verbessern.
Ferner kann die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung 218 so ausgebildet sein, dass sie die Steuergröße CNT nach dem Stoppen des Motorbetriebs als Wert festlegt, der sich als mindestens zweifache, periodische Addition eines vorgegebenen Werts zu dem Haltestrom HLDB ergibt, im Hinblick auf eine Korrekturabweichung von der Verriegelungsposition, die sich durch die Wiederherstellwirkungen der Nockenwelle 15C; 16C ergibt. Mit der oben erwähnten Anordnung lässt sich das Stellglied-Verriegelungsleistungsvermögen weiter verbessern.
Demnach ist zu erkennen, dass sämtliche geeigneten Modifikationen und äquivalenten Ausweichmöglichkeiten vorliegen und in den Sinnbereich und Schutzbereich der Erfindung fallen.

Claims (13)

1. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, enthaltend:
eine Sensorvorrichtung (3, 11, 14, 17, 18) zum Detektieren der Betriebszustände eines Verbrennungsmotors (1);
eine Einlassventilantriebs-Nockenwelle (50C) und eine Auslassventilantriebs-Nockenwelle (16C) jeweils zum Treiben der Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors (1), synchron zu der Drehung einer Kurbelwelle (13C) des Motors (1);
eine Stellgliedvorrichtung (16; 16), die betriebsgemäß mit mindestens der Einlassventilantriebs-Nockenwelle (15C) oder der Auslassventilantriebs-Nockenwelle (16C) verbunden ist, zum Ändern der Öffnung/Schließeinstellungen des (der) relevanten Ventils (Ventile);
eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (212) zum Detektieren einer tatsächlichen Ventileinstellung (VTA) zumindest der Einlass- oder Auslassventile;
eine Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zum Treiben der Stellgliedvorrichtung (15; 16);
eine Verriegelungsvorrichtung (155; 156) zum Halten der Stellgliedvorrichtung (15; 16) bei der Verriegelungsposition innerhalb eines Antriebsbereichs, indem sich die Stellgliedvorrichtung (15; 16) antreiben lässt;
einen Entriegelungsmechanismus (157) zum Freigeben des Verriegelungsmechanismus (155; 156) in Ansprechen auf einen vorgegebenen, hydraulischen Druck, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20); und
eine Regelvorrichtung (21A) zum Regeln des hydraulischen Drucks, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) zu der Stellgliedvorrichtung (15; 16) in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors (1), um hierdurch eine relative Phase der Nockenwelle (15C; 16C) relativ zu der Kurbelwelle (13C) zu ändern, derart, dass die Regelvorrichtung (21A) enthält:
eine Energiezuführunterbrechungs-Detektionsvorrichtung (215) zum Detektieren eines Zeitpunkts, zu dem die elektrische Energiezufuhr bei einem Stoppen des Motors (1) unterbrochen ist;
eine Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung (213A) zum Festlegen einer gewünschten Ventileinstellung (VTo) Ausführungsform des Motorbetriebszustands (D), und
eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214A) zum Treiben der Stellgliedvorrichtung (15; 16) derart, dass die tatsächliche Ventileinstellung (VTA) mit der gewünschten Ventileinstellung (VTo) übereinstimmt, derart, dass die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214A) entworfen ist zum Steuern der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) während einer vorgegebenen Zeitperiode, die sich von dem Energiezuführungsunterbrechungszeitpunkt erstreckt, in Ansprechen auf ein Ergebnis der Detektion der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung (215), um hierdurch der Stellgliedvorrichtung (15; 16) ein Halten in der Verriegelungsposition zu ermöglichen.
2. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214A) entworfen ist zum Halten des Stellglieds (15; 16) bei der Verriegelungsposition, durch Ausführen einer Regelung.
3. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung (213A; 213B) zum Festlegen der gewünschten Ventileinstellung (VTo) bei der Verriegelungsposition entworfen ist, in Ansprechen auf das Ergebnis der Detektion der Energiezuführungsunterbrechungs- Detektionsvorrichtung (215).
4. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214B) so entworfen ist, dass, sofern nicht das Stellglied (15; 16) bei der Verriegelungsposition beim Motorstart gehalten ist, die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214B) die Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) zum Realisieren einer maximalen Strömung an der vorgestellten Seite steuert, während einer Zeitperiode, die sich von einem Zeitpunkt erstreckt, zu dem der Motor (1) gestartet wird, um hierdurch das Stellglied (15; 16) bei der Verriegelungsposition zu halten.
5. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitperiode einer Periode entspricht, die sich von einem Betriebsstart-Zeitpunkt des Motors (1) zu einem Zeitpunkt erstreckt, zu dem die Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) des Motors eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) erreicht.
6. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor, enthaltend:
eine Sensorvorrichtung (3, 11, 14, 17, 18) zum Detektieren der Betriebszustände eines Verbrennungsmotors (1);
eine Einlassventilantriebs-Nockenwelle (15C) und
eine Auslassventilantriebs-Nockenwelle (16C) jeweils zum Treiben der Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors (1) synchron zu der Drehung einer Kurbelwelle (13C) des Motors (1);
eine Stellgliedvorrichtung (15; 16), die betriebsgemäß mit mindestens der Einlassventilantriebs-Nockenwelle (15C) oder der Auslassventilantriebs-Nockenwelle (16C) verbunden ist, zum Ändern der Öffnung/Schließeinstellungen des (der) relevanten Ventils (Ventile);
eine Detektionsvorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (212) zum Detektieren einer tatsächlichen Ventileinstellung (VTA) zumindest der Einlass- oder Auslassventile;
eine Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zum Treiben der Stellgliedvorrichtung (15; 16);
eine Verriegelungsvorrichtung (155; 156) zum Halten der Stellgliedvorrichtung (15; 16) bei der Verriegelungsposition innerhalb eines Antriebsbereichs, indem sich die Stellgliedvorrichtung (15; 16) antreiben lässt;
einen Entriegelungsmechanismus (157) zum Freigeben des Verriegelungsmechanismus (155; 156) in Ansprechen auf einen vorgegebenen, hydraulischen Druck, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20), und
eine Regelvorrichtung (21B) zum Regeln des hydraulischen Drucks, zugeführt von der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) zu der Stellgliedvorrichtung (15; 16) in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Verbrennungsmotors (1), um hierdurch eine relative Phase der Nockenwelle (15C; 16C) relativ zu der Kurbelwelle (13C) zu ändern; derart, dass die Steuervorrichtung (21B) enthält:
eine Energiezuführunterbrechungs-Detektionsvorrichtung (215) zum Detektieren eines Zeitpunkts, zu dem die elektrische Energiezufuhr bei einem Stoppen des Motors (1) unterbrochen ist;
eine Einstellvorrichtung für die gewünschte Ventileinstellung (213B) zum Festlegen einer gewünschten Ventileinstellung (VTo) Ausführungsform des Motorbetriebszustands (D), und
eine Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214B) zum Treiben der Stellgliedvorrichtung (15; 16) derart, dass die tatsächliche Ventileinstellung (VTA) mit der gewünschten Ventileinstellung (VTo) übereinstimmt, derart, dass die Steuervorrichtung (21B) ferner enthält:
eine Verriegelungspositions-Steuervorrichtung (218) zum Steuern der Ölzuführvorrichtung (19; 20) zum Halten der Stellgliedvorrichtung (15; 16) bei der Verriegelungsposition (θR), und
eine Umstellvorrichtung (217B) zum Umstellen der Steuerung der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) in Ansprechen auf das Ergebnis der Detektion der Energiezuführungsunterbrechungs-Detektionsvorrichtung (215), und derart, dass
die Umstellvorrichtung (217B) entworfen ist für die Auswahl einer üblichen Steuerung, ausgeführt durch die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214B), bei einem Energieanschaltzustand des Motors (1), wohingehend die Auswahl einer Verriegelungspositionsregelung erfolgt, ausgeführt durch die Steuervorrichtung für die Verriegelungsposition (218), bei einer Unterbrechung der Energiezufuhr zu dem Motor (1), um hierdurch die Stellgliedvorrichtung (15; 16) bei der Verriegelungsposition über eine vorgegebene Zeitperiode ausgehend von dem Energiezuführungsunterbrechungszeitpunkt zu halten.
7. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung (218) so entworfen ist, dass selbst nach dem Stoppen des Motors (1) die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung (218) das Halten der Steuergröße (CNT) fortsetzt, zugeführt zu der Ölzufuhrvorrichtung, während dem Ausführen der Haltesteuerung vor dem Stoppen des Motors (1).
8. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung (218) so entworfen ist, dass selbst nach dem Stoppen des Motors (1) die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung das Halten einer Steuergröße (CNT) fortsetzt, die einer Summe einer Steuergröße, zugeführt zu der Ölzufuhrvorrichtung während dem Ausführen der Haltesteuerung vor dem Stoppen des Motors (1) und einem vorgegebenen Wert entspricht.
9. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung (218) für ein Festlegen einer Steuergröße für die Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) nach dem Stopp des Motors (1) zu einem Wert entworfen ist, der durch mindestens zweimaliges, periodisches Addieren eines vorgegebenen Werts zu der Steuergröße (CNT) erhalten wird, zugeführt zu der Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) während des Ausführens der Haltesteuerung vor dem Stopp des Motors (1).
10. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert einem Wert zum Korrigieren der Abweichung der tatsächlichen Ventileinstellung und der Verriegelungsposition entspricht, bewirkt durch eine Reaktion des Antriebsdrehmoments der Nockenwelle (15C; 16C).
11. Ventileinstell-Steuersystems für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungspositions-Steuervorrichtung (218) zum Fortsetzen der Zuführung einer Steuergröße (HLDB) entworfen ist, zum Realisieren einer maximalen Strömung an der vorgestellten Seite, zu einer Ölzufuhrvorrichtung (19; 20), selbst nachdem der Motor gestoppt ist.
12. Ventileinstell-Steuersystem für einen Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214B) so entworfen ist, dass, sofern nicht das Stellglied (15; 16) bei der Verriegelungsposition bei einem Motorstart gehalten ist, die Steuervorrichtung für die tatsächliche Ventileinstellung (214B) die Ölzufuhrvorrichtung (19; 20) steuert, zum Realisieren einer maximalen Strömung an der vorgestellten Seite über eine vorgegebene Zeitperiode hinweg, die sich von einem Zeitpunkt erstreckt, zu dem der Motor gestartet wird, um hierdurch das Stellglied (15; 16) bei der Verriegelungsposition zu halten.
13. Ventileinstell-Steuersystems für einen Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Zeitperiode einer Periode entspricht, die sich von einem Betriebsstart-Zeitpunkt des Motors (1) zu einem Zeitpunkt erstreckt, bei dem die Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) des Motors eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit (U/min) erreicht.
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