DE102004050114B4

DE102004050114B4 - Ventilzeitsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004050114B4
Application number: DE102004050114.9A
Authority: DE
Inventors: Hideji Tani; Haruyuki Urushihata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: US7146944B2; US20050081808A1; DE102004050114A1; JP2005120874A; JP4305953B2

Abstract

Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine, die ein Drehmoment eines Motors (12) verwendet, wobei die Ventilzeitsteuerungsvorrichtung umfasst:
eine Steuerungsschaltung (150, 210), die ein Steuerungssignal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die proportional zu einer Solldrehgeschwindigkeit des Motors (12) ist,
eine Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420), die ein Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal und das Steuerungssignal empfängt, das in der Steuerungsschaltung erzeugt wird, wobei
die Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420) eine Auswahleinrichtung (322, 422) zur Auswahl einer Betriebsart aus einer Haltebetriebsart, in der die Ventilzeitsteuerung gehalten wird, und einer Änderungsbetriebsart, in der die Ventilzeitsteuerung geändert wird, eine Halteeinrichtung (324) zum Halten der Ventilzeitsteuerung in der Haltebetriebsart durch Zuführen eines Stroms zu dem Motor entsprechend dem Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal, wenn die Haltebetriebsart ausgewählt ist, und eine Änderungseinrichtung (326, 372, 474, 524) zur Änderung der Ventilzeitsteuerung in der Änderungsbetriebsart durch Zuführen eines Stroms zu dem Motor entsprechend dem Steuerungssignal, wenn die Änderungsbetriebsart ausgewählt ist, umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilzeitsteuerungsvorrichtung, die durch einen elektrischen Motor angetrieben wird. Die Ventilzeitsteuerungsvorrichtung verändert bspw. eine Ventilzeitsteuerung eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils einer Kraftmaschine. Die Ventilzeitsteuerungsvorrichtung wird nachstehend als die VTC bezeichnet.
Wie es in der JP H04 - 105 906 U gezeigt ist, ändert die VTC eine Ventilzeitsteuerung eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils durch ein Drehmoment eines elektrischen Motors. Eine Antriebsschaltung empfängt ein Steuerungssignal von einer Steuerungsschaltung und steuert den Motor auf der Grundlage des Steuerungssignals. Während die Ventilzeitsteuerung konstant gehalten wird, muss eine Drehphase des Motors in Bezug auf die Kurbelwelle konstant sein. Wenn die Drehphase des Motors in Bezug auf die Kurbelwelle variiert wird, wird eine Drehphase einer Nockenwelle in Bezug auf die Kurbelwelle variiert, wodurch die Ventilzeitsteuerung variiert wird. Um die Drehphase des Motors in Bezug auf die Kurbelwelle aufrechtzuerhalten, wird der dem Motor zugeführte Strom gesteuert. Die Steuerungsschaltung erzeugt ein Steuerungsspannungssignal, das proportional zu einer Solldrehgeschwindigkeit des Motors ist, und die Antriebsschaltung steuert den Motor auf eine derartige Weise, dass eine Ist-Drehgeschwindigkeit des Motors mit einer Solldrehgeschwindigkeit, die durch das Steuerungsspannungssignal dargestellt wird, übereinstimmt.
In der DE 101 16 707 A1 ist eine Vorrichtung zur Relativverdrehung einer Nockenwelle gegenüber einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine beschrieben, welche im Wesentlichen aus einem über einen Ketten-, Riemen-Zahnradtrieb mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Antriebsrad und aus einem mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine in Drehmoment-Übertragungsverbindung stehenden Elektromotor besteht. Der Elektromotor ist direkt an einem Ende der Nockenwelle angeflanscht und als Primärantrieb der Nockenwelle sowie als Stellantrieb zum Einstellen und Halten eines geregelten Nockenwellen-Verstellwinkels ausgebildet, während das Antriebsrad mit einem definierten Verdrehspiel am anderen Ende der Nockenwelle beweglich befestigt und als Zwangssynchronisiereinrichtung des Elektromotors innerhalb des Verdrehspiels sowie als Sekundärantrieb der Nockenwelle vorgesehen ist. Dabei ist der Elektromotor mit einem Drehzahlregler verbunden, mit dem die Drehzahl des Elektromotors gegenüber der Drehzahl des Antriebsrades synchronisier- und veränderbar ist.
Die EP 1 039 100 A2 beschreibt eine Verstelleinrichtung für die Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, mit einem Antriebsrad zum Antrieb der Nockenwelle, das koaxial zur Nockenwelle angeordnet ist und das über einen Verstellmotor mit der Nockenwelle verbunden ist, um eine Relativbewegung zwischen dem Antriebsrad und der Nockenwelle zu bewirken. Das Antriebsrad ist über einen reibschlüssigen Antrieb mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt und der Verstellmotor ist dazu ausgebildet, eine unbegrenzte Relativbewegung zwischen dem Antriebsrad und der Nockenwelle zu bewirken.
Ferner beschreiben die EP 0 918 142 A2 und die JP H11 - 107 718 A jeweils eine Vorrichtung zur Steuerung einer Drehphase.
In der bei einem Fahrzeug angebrachten VTC weist, da eine Spannung des Steuerungsspannungssignals eine obere Grenze aufweist, eine Auflösung der Solldrehgeschwindigkeit ebenso eine obere Grenze auf. Somit kann die Drehung des Motors der Drehung der Kurbelwelle nicht folgen, die sich entsprechend der Antriebsbedingung oder Fahrbedingung der Kraftmaschine häufig ändert. Eine Drehphase kann unbeabsichtigt geändert werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine VTC bereitzustellen, die in der Lage ist, die Drehphase genau einzustellen, insbesondere die Drehphase zu halten.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilzeitsteuerungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, besser ersichtlich. Es zeigen:

1 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine Querschnittsansicht einer Ventilzeitsteuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in 2,
4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 2,
5 ein schematisches Schaltungsdiagramm, das einen wesentlichen Teil der Ventilzeitsteuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt,
6A und 6B Kennliniendiagramme, die ein Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal zeigen,
7 ein Kennliniendiagramm zur Beschreibung eines Steuerungssignals gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
8 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt,
9 ein Kennliniendiagramm zur Beschreibung eines Steuerungssignals gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
10 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt,
11 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt,
12, ein Kennliniendiagramm zur Beschreibung eines Steuerungssignals gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, 13 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt,
14 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt,
15 ein Kennliniendiagramm zur Beschreibung eines Steuerungssignals gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel,
16 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel zeigt,
17 ein Blockschaltbild, das eine Motorsteuerungsvorrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel zeigt,
18 ein Kennliniendiagramm zur Beschreibung eines Steuerungssignals gemäß dem achten Ausführungsbeispiel und
19 ein Kennliniendiagramm zur Beschreibung eines Steuerungssignals gemäß einer Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiel.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Unter Bezugnahme auf 2 bis 4 ist nachstehend ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die VTC 10 ist in einem Drehmomentübertragungssystem von einer Kurbelwelle zu einer Nockenwelle 11 angeordnet. Die VTC 10 ändert eine Ventilzeitsteuerung eines Einlassventils und eines Auslassventils unter Verwendung eines Drehmoment eines elektrischen Motors 12, der durch eine Motorsteuerungsvorrichtung 100 gesteuert wird.
Der elektrische Motor 12 ist ein bürstenloser Drei-Phasen-Motor mit einer Motorwelle 14, einem Lager bzw. Kugellager 16, einem Drehgeschwindigkeitssensor 18 und einem Ständer bzw. Stator 20.
Die Motorwelle 14 wird durch ein Paar von Kugellagern 16 gehalten und dreht sich um eine Achse „O“. Ein Rotor 15 ist bei der Motorwelle 14 bereitgestellt und weist eine Vielzahl von Magneten 15a darin auf. Ein Drehgeschwindigkeitssensor 18 ist in der Nähe des Rotors 15 bereitgestellt und erfasst die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 14, die nachstehend als die Motordrehgeschwindigkeit bezeichnet wird, indem eine Magnetkraft der Magneten 15a erfasst wird. Der Drehgeschwindigkeitssensor 18 erzeugt ein Motordrehgeschwindigkeitssignal, das die Motordrehgeschwindigkeit Rm darstellt.
Der Stator 20 ist um die Motorwelle 14 angeordnet. Der Stator 20 weist eine Vielzahl von Kernen 21 auf, die in regelmäßigen Intervallen um die Achse „O“ angeordnet sind und um die jeweils eine Spule 22 gewickelt ist. Die Spulen 22 sind in einer Stern-Verbindung bei einem Ende verbunden, wie es in 5 gezeigt ist, und sind mit einer Antriebsschaltung 110 der Motorsteuerungsvorrichtung 100 bei den anderen Enden 23o, 23v, 23w verbunden. Die mit Strom versorgte Spule 22 erzeugt ein Drehmagnetfeld um die Motorwelle 14 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn. Wenn das Magnetfeld im Uhrzeigersinn in 3 erzeugt wird, empfangen die Magnete 15a die Wechselwirkung, so dass das Drehmoment im Uhrzeigersinn an die Motorwelle 14 angelegt wird. Auf ähnliche Weise wird, wenn das Magnetfeld gegen den Uhrzeigersinn erzeugt wird, das Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn an die Motorwelle 14 angelegt.
Ein Phasenänderungsmechanismus 30 der VTC 10 weist, wie es in 2 und 4 gezeigt ist, einen Zahnkranz 32, ein Ringzahnrad bzw. Hohlrad 33, eine Exzenterwelle 34, ein Planetengetriebe 35 und eine Ausgabewelle 36 auf.
Der Zahnkranz 32 ist auf der gleichen Achse wie die Ausgabewelle 36 bereitgestellt und dreht sich um die Achse „O“ in dieselbe Richtung wie die Motorwelle 14. Der Zahnkranz 32 dreht sich gemäß 4 im Uhrzeigersinn, während die Drehphase in Bezug auf die Kurbelwelle beibehalten wird. Das Ringzahnrad 33 ist ein internes Zahnrad und ist koaxial bei der Innenseite des Zahnkranzes 32 befestigt, um sich mit ihm zusammen zu drehen.
Die Exzenterwelle 34 ist direkt mit der Motorwelle 14 verbunden, um sich mit ihr zu drehen. Das Planetengetriebe 35 ist ein externes Getriebe und ist bei der Innenseite des Ringzahnrades 33 angeordnet, während die zugehörigen Zähne mit den Zähnen des Ringzahnrades 33 in Eingriff sind. Das Planetengetriebe 35 wird koaxial durch die Exzenterwelle 34 getragen und dreht sich um eine Exzenterachse „P“. Die Ausgabewelle 36 ist koaxial mit der Nockenwelle 11 durch einen Bolzen verbunden, um sich mit der Nockenwelle 11 um die Achse „O“ zu drehen. Die Ausgabewelle 36 weist eine Eingriffsplatte 37 auf, die eine scheibenförmige Platte ist, die die Mittelachse „O“ aufweist. Die Eingriffsplatte 37 weist neun Eingriffslöcher 38 auf, die bei regelmäßigen Intervallen um die Achse „O“ herum ausgebildet sind. Das Planetengetriebe 35 weist neun Eingriffsvorsprünge 39 um die Exzenterachse „P“ auf, die einzeln in Eingriff mit den Eingriffslöchern 38 sind.
Wenn sich die Motorwelle 14 in Bezug auf den Zahnkranz 32 nicht dreht, dreht sich in 4 das Planetengetriebe 35 im Uhrzeigersinn mit dem Zahnkranz 32, während die Eingriffsposition mit dem Ringzahnrad 33 beibehalten wird. Da die Eingriffsvorsprünge 39 die Innenoberfläche der Eingriffslöcher 38 drängen, dreht sich die Ausgabewelle 36 im Uhrzeigersinn ohne eine relative Drehung zu dem Zahnkranz 32, wodurch eine Drehphase der Nockenwelle 11 in Bezug auf die Kurbelwelle beibehalten wird.
Wenn sich die Motorwelle 14 gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf den Zahnkranz 32 dreht, dreht sich das Planetengetriebe 35 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Exzenterwelle 34, um eine Eingriffsposition mit dem Ringzahnrad 33 zu verändern. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Drängkraft, durch die die Eingriffsvorsprünge 39 die Innenoberfläche der Eingriffslöcher 38 drängen, an, so dass die Drehphase der Ausgabewelle 36 in Bezug auf den Zahnkranz 32 vorgeschoben bzw. beschleunigt wird. Das heißt, die Drehphase der Nockenwelle 11 wird in Bezug auf die Kurbelwelle vorgeschoben bzw. beschleunigt.
Wenn sich die Motorwelle 14 im Uhrzeigersinn in Bezug auf den Zahnkranz 32 dreht, dreht sich das Planetengetriebe 35 gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf die Exzenterwelle 34, um eine Eingriffsposition mit dem Ringzahnrad 33 zu verändern. Zu diesem Zeitpunkt steigt die Drängkraft, durch die die Eingriffsvorsprünge 39 gegen den Uhrzeigersinn die innere Oberfläche der Eingriffslöcher 38 drängen, an, so dass die Drehphase der Ausgabewelle 36 in Bezug auf den Zahnkranz 32 verzögert wird. Das heißt, die Drehphase der Nockenwelle 11 wird in Bezug auf die Kurbelwelle verzögert.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist die Motorsteuerungsvorrichtung 100 die Antriebsschaltung 110 und die Steuerungsschaltung 150 auf. Beide Schaltungen 110 und 150 sind schematisch außerhalb des Motors 12 veranschaulicht. Jede der Schaltungen 110, 150 kann jedoch innerhalb oder außerhalb des Motors 12 angeordnet sein.
Die Steuerungsschaltung 150 steuert den elektrischen Strom, der von der Antriebsschaltung 110 dem Motor 12 zugeführt wird, und steuert ebenso eine Zündeinrichtung und eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung der Kraftmaschine. Die Steuerungsschaltung 150 ist mit einem ersten Drehgeschwindigkeitssensor 160 und einem zweiten Drehgeschwindigkeitssensor 170 verbunden. Der erste Drehgeschwindigkeitssensor 160 erfasst eine Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle und sendet das Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal zu der Steuerungsschaltung 150. Das Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal ist ein Signal mit einer Frequenz, die proportional zu der Drehgeschwindigkeit Rcr ist, die ein Umkehrwert einer Periode T ist, die in 6 gezeigt ist. Das Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal kann ein digitales Signal, das in 6A gezeigt ist, oder ein analoges Signal, das in 6B gezeigt ist, sein. Der zweite Drehgeschwindigkeitssensor 170 erfasst die Drehgeschwindigkeit Rca der Nockenwelle und sendet das Nockenwellendrehgeschwindigkeitssignal zu der Steuerungsschaltung 150.
Die Steuerungsschaltung 150 bestimmt, ob die Ventilzeitsteuerung geändert werden sollte oder gehalten werden sollte, entsprechend dem Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal und dem Nockenwellendrehgeschwindigkeitssignal. Diese Bestimmung wird fortgesetzt, indem eine Solldrehphase mit einer Ist-Drehphase verglichen wird. Die Solldrehphase wird auf der Grundlage der Kraftmaschinenbedingung, wie bspw. eines Drosselöffnungsgrades, einer Öltemperatur, der Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle und der Drehgeschwindigkeit Rca der Nockenwelle, hergeleitet. Die Ist-Drehphase wird auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit Rcr und der Drehgeschwindigkeit Rca hergeleitet.
Wenn die Steuerungsschaltung 150 bestimmt, dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten werden muss, wird eine Solländerung ΔR der Motordrehgeschwindigkeit im Wesentlichen Null. Wenn die Steuerungsschaltung 150 bestimmt, dass die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, wird die Solländerung ΔR auf der Grundlage eines Unterschieds bzw. Verzögerung Rp zwischen der Solldrehphase und der Ist-Drehphase hergeleitet. Die Steuerungsschaltung 150 steuert die Beziehung zwischen dem Drehphasenunterschied bzw. der Drehphasenverzögerung Rp und der Solländerung ΔR im Voraus. Die Solländerung ΔR der Motordrehgeschwindigkeit wird auf der Grundlage der Beziehung hergeleitet. Die Solländerung ΔR entspricht einer Phasenänderungsgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um die Ist-Drehphase und die Solldrehphase in Übereinstimmung zu bringen. Die Steuerungsschaltung 150 erzeugt das Spannungssignal, das die Solländerung ΔR darstellt. Wie es in 7 gezeigt ist, variiert, wenn die Solländerung ΔR Null ist, die Spannung des Signals innerhalb eines Bereichs Wc. Wenn die Solländerung ΔR höher oder niedriger als Null ist, ist die Spannung des Signals proportional zu der Solländerung ΔR.
Die Antriebsschaltung 110 führt einen Strom zu, um den Motor 12 anzutreiben, und umfasst einen Signalerzeugungsabschnitt 112 und einen Stromzufuhrabschnitt 114. Der Signalerzeugungsabschnitt 112 ist mit der Steuerungsschaltung über Leitungen 118, 119 verbunden. Die Leitung 118 dient zur Übertragung des Steuerungssignals von der Steuerungsschaltung 150 zu dem Signalerzeugungsabschnitt 112. Die Leitung 119 dient zur Übertragung des Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignals von der Steuerungsschaltung 150 zu dem Signalerzeugungsabschnitt 112. Wenn das Kurbelwellendrehsignal das analoge Signal ist, wie es in 6B gezeigt ist, kann das analoge Signal in das in 6A gezeigte digitale Signal umgewandelt werden und zu dem Signalerzeugungsabschnitt 112 übertragen werden. Der Signalerzeugungsabschnitt 112 erzeugt die Solldrehgeschwindigkeit R, indem die Solländerung ΔR mit einem Wert addiert wird, der proportional zu der Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Proportionalitätskonstante 1/2. Dementsprechend entspricht die Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle der Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschine und das Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal entspricht dem Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal.
Der Stromzufuhrabschnitt 114 ist mit dem Signalerzeugungsabschnitt 112, einem Motordrehsensor 18 und Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Der Stromzufuhrabschnitt 114 führt eine Zufuhr des Stroms zu dem Motor 12 auf der Grundlage der Solldrehgeschwindigkeit R und einer Motordrehgeschwindigkeit Rm aus, die durch den Motordrehsensor 18 erfasst wird. Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst der Stromzufuhrabschnitt 114 eine Umrichterschaltung 115, bei der der Motor 12 eine Last in einer Brückenschaltung ist. Der Stromzufuhrabschnitt 114 führt dem Motor 12 den Strom auf eine derartige Weise zu, dass die Motordrehgeschwindigkeit Rm mit der Solldrehgeschwindigkeit R übereinstimmt, indem eine Vielzahl von Schaltelementen 116 geschaltet wird.
Der Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 100 ist nachstehend beschrieben.
Wenn die Steuerungsschaltung 150 bestimmt, dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten werden muss, und die Solländerung ΔR im Wesentlichen Null wird, ist die Solldrehgeschwindigkeit R proportional zu der Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle. Somit variieren die Solldrehgeschwindigkeit R und die Ist-Drehgeschwindigkeit des Motors entsprechend der Drehgeschwindigkeit Rcr. Folglich wird die Drehung der Motorwelle 14 in Bezug auf den Zahnkranz 32 begrenzt, so dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung beibehalten werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn die Spannung des Steuerungssignal in dem Spannungsbereich Vc liegt, die Solländerung ΔR bei Null gehalten. Folglich wird, auch wenn die Spannung des Steuerungssignals in dem Spannungsbereich Vc fluktuiert, die Solländerung ΔR auf Null gehalten, so dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung beibehalten werden kann.
Wenn die Steuerungsschaltung 150 bestimmt, dass die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, und die Solländerung ΔR gebildet wird, wird die Solldrehgeschwindigkeit R entsprechend der Solländerung ΔR verändert. Die Ist-Drehgeschwindigkeit des Motors wird ebenso auf die gleiche Weise geändert, um die Ventilzeitsteuerung zu ändern.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Auflösung der Solldrehgeschwindigkeit mehr vergrößert als bei der herkömmlichen Vorrichtung, die die Solldrehgeschwindigkeit des Motors durch ein Steuerungssignal darstellt. Da die Drehgeschwindigkeit des Motors entsprechend der Drehgeschwindigkeit Rcr, die mit einer hohen Auflösung hergeleitet wird, verändert werden kann, wird die Folgefähigkeit der Drehgeschwindigkeit des Motors in Bezug auf die Kurbelwellendrehgeschwindigkeit verbessert. Die Genauigkeit der Ventilzeitsteuerung wird ebenso verbessert.
Die Antriebsschaltung 110 treibt den Motor 12 zur Veränderung der Ventilzeitsteuerung auf die gleiche Weise an, wie die Ventilzeitsteuerung konstant gehalten wird, wodurch die VTC einen relativ einfachen Aufbau aufweist.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In 8 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 200 der VTC 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, in der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei die Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Eine Steuerungsschaltung 210 erzeugt ein Steuerungssignal, das eine Solldrehgeschwindigkeit R des Motors 12 darstellt. Die Solldrehgeschwindigkeit R wird auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle bestimmt, wenn die Drehphase beibehalten wird.
Wenn die Drehphase verändert wird, wird die Solldrehgeschwindigkeit R auf der Grundlage des Unterschieds bzw. der Verzögerung Rp zwischen der Solldrehphase und der Ist-Drehphase auf die gleiche Weise wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt. Die Steuerungsschaltung 210 kann eine Beziehung zwischen dem Unterschied bzw. der Verzögerung Rp und der Solldrehgeschwindigkeit R im Voraus speichern. Die Solldrehgeschwindigkeit R wird entsprechend der Beziehung bestimmt. Alternativ hierzu wird die Solldrehgeschwindigkeit R auf die gleiche Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bestimmt.
Wie es vorstehend beschrieben ist, bestimmt die Steuerungsschaltung 210 die Solldrehgeschwindigkeit R auf der Grundlage des Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignals, das dem Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal entspricht. Die Steuerungsschaltung 210 erzeugt ein Steuerungssignal mit einer Frequenz, die proportional zu der Solldrehgeschwindigkeit R ist.
Wie es in 8 gezeigt ist, ist der Stromzufuhrabschnitt 114 mit der Steuerungsschaltung 210 über die Leitung 118 verbunden. Der Stromzufuhrabschnitt 114 führt dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage der Solldrehgeschwindigkeit R und der Motordrehgeschwindigkeit Rm zu. Die Schaltelemente der Umrichterschaltung 115 werden ein-/ausgeschaltet, damit die Motordrehgeschwindigkeit Rm mit der Solldrehgeschwindigkeit R übereinstimmt.
Der Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 200 ist nachstehend beschrieben.
Wenn die vorliegende Ventilzeitsteuerung beibehalten wird, verändert die Steuerungsschaltung 210 die Solldrehgeschwindigkeit R entsprechend der Drehgeschwindigkeit Rcr der Kurbelwelle. Die Ist-Drehgeschwindigkeit variiert entsprechend der Drehgeschwindigkeit Rcr. Somit wird die relative Drehung zwischen der Motorwelle 14 und dem Zahnkranz 32 begrenzt.
Wenn die Ventilzeitsteuerung verändert wird, bestimmt die Steuerungsschaltung 210 die Solldrehgeschwindigkeit R, um die Ventilzeitsteuerung zu verändern. Die Ist-Drehgeschwindigkeit wird auf die Solldrehgeschwindigkeit R geändert, um die sich die Motorwelle 14 in Bezug auf den Zahnkranz 32 dreht.
In dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel kann die Frequenz des Steuerungssignals, die die Solldrehgeschwindigkeit R des Motors darstellt, mit einer großen Flexibilität auf der Zeitachse gebildet werden. Somit weist die Solldrehgeschwindigkeit R, die durch die Frequenz dargestellt wird, eine höhere Auflösung als die der herkömmlichen Vorrichtung auf. Die Folgefähigkeit der Motordrehgeschwindigkeit in Bezug auf die Kurbelwellendrehgeschwindigkeit wird verbessert. Die Genauigkeit der Ventilzeitsteuerung wird ebenso verbessert.
Das von der Steuerungsschaltung 210 zu der Antriebsschaltung 220 zugeführte Steuerungssignal stellt die Solldrehgeschwindigkeit R dar, die auf der Grundlage des Kurbelwellendrehsignals gebildet wird. Da die Antriebsschaltung 220 den Motor 12 auf der Grundlage des Steuerungssignals antreibt, wird eine genaue Ventilzeitsteuerung entsprechend der Kraftmaschinenantriebsbedingung durchgeführt.
Die Art und Weise der Steuerung des Motors 12 bei der Veränderung der Ventilzeitsteuerung ist die gleiche Art und Weise wie bei der Aufrechterhaltung der vorliegenden Ventilzeitsteuerung. Die Leitung, durch die ein Kurbelwellendrehsignal von der Steuerungsschaltung 210 zu der Antriebsschaltung 220 gesendet wird, kann weggelassen werden. Somit wird eine Rauschwirkung auf die Vorrichtung verringert.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
In 10 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 250 der VTC 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Eine Steuerungsschaltung 260 erzeugt ein erstes Steuerungssignal und ein zweites Steuerungssignal. Das erste Steuerungssignal stellt eine absolute Zahl |R| der Solldrehgeschwindigkeit R dar. Das zweite Signal stellt die Drehrichtung des Motors durch einen „+/-“-Code dar. Das erste Steuerungssignal ist ein Frequenzsignal, das proportional zu der absoluten Zahl |R| ist, und das zweite Steuerungssignal stellt den „+/-“-Code durch eine zugehörige Spannung dar.
Eine Antriebsschaltung 270 umfasst einen Stromzufuhrabschnitt 272, der das erste Steuerungssignal und das zweite Steuerungssignal empfängt. Die Antriebsschaltung 270 ist mit der Steuerungsschaltung 260 über Leitungen 274, 275 verbunden. Das erste Steuerungssignal wird von der Steuerungsschaltung 260 zu dem Stromzufuhrabschnitt 272 über die Leitung 274 übertragen. Das zweite Steuerungssignal wird von der Steuerungsschaltung 260 zu dem Stromzufuhrabschnitt 272 übertragen.
Der Stromzufuhrabschnitt 272 ist mit den Leitungen 274, 275, einem Drehgeschwindigkeitssensor 18 und Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Der Stromzufuhrabschnitt 272 führt dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage des ersten Steuerungssignals, des zweiten Steuerungssignals und der Motordrehgeschwindigkeit Rm zu. Der Stromzufuhrabschnitt 272 ist mit der Umrichterschaltung 115 versehen. Die Schaltelemente der Umrichterschaltung 115 werden ein-/ ausgeschaltet, damit die Motordrehgeschwindigkeit Rm mit der Solldrehgeschwindigkeit R übereinstimmt, die von dem ersten Steuerungssignal und dem zweiten Steuerungssignal hergeleitet wird.
Da die Solldrehgeschwindigkeit R auf der Grundlage von zwei Signalen, die das erste Steuerungssignal und das zweite Steuerungssignal sind, bestimmt wird, weist die Solldrehgeschwindigkeit R eine hohe Auflösung auf.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
In 11 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 300 der VTC 10 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel gezeigt, in der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen des zweiten Ausführungsbeispiels mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Eine Steuerungsschaltung 310 erzeugt ein Betriebsartsignal, das mittels einer zugehörigen Spannung angibt, ob die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss oder nicht. Wenn die Steuerungsschaltung 310 bestimmt, das die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, erzeugt die Steuerungsschaltung ein Steuerungssignal, dessen Spannung proportional zu der Solldrehgeschwindigkeit R ist. Wenn die Steuerungsschaltung 310 bestimmt, dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten werden muss, ist es nicht erforderlich, dass das Steuerungssignal erzeugt wird. Alternativ hierzu kann ein Steuerungssignal, das angibt, dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten werden muss, erzeugt werden.
Die Antriebsschaltung 320 weist einen Auswahlabschnitt 322, einen Halteabschnitt 324 und einen Änderungsabschnitt 326 auf. Die Antriebsschaltung 320 ist mit der Steuerungsschaltung 310 über die Leitungen 118, 328, 329 verbunden. Die Leitung 328 dient zur Übertragung des Betriebsartsignals von der Steuerungsschaltung 310 zu dem Auswahlabschnitt 322 und die Leitung 329 dient zur Übertragung des Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignals von der Steuerungsschaltung 310 zu dem Halteabschnitt 324. Die Leitung 118 verbindet die Steuerungsschaltung 310 und den Halteabschnitt 324, durch die das Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung 310 zu dem Änderungsabschnitt 326 übertragen wird.
Der Auswahlabschnitt 322 ist mit der Leitung 328, dem Halteabschnitt 324 und dem Änderungsabschnitt 326 verbunden. Der Auswahlabschnitt 322 wählt die Betriebsart aus, die durch das Betriebsartsignal angegeben wird. Wenn der Auswahlabschnitt 322 die Haltebetriebsart auswählt, aktiviert der Auswählabschnitt 322 den Halteabschnitt 324. Wenn der Auswahlabschnitt 322 die Änderungsbetriebsart auswählt, aktiviert der Auswahlabschnitt 322 den Änderungsabschnitt 326.
Der Halteabschnitt 324 ist mit der Leitung 329, den Drehgeschwindigkeitssensor 18 und den Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Wenn der Halteabschnitt 324 aktiviert wird, führt der Halteabschnitt 324 dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage der Kurbelwellendrehgeschwindigkeit Rcr und der Motordrehgeschwindigkeit Rm zu. Der Halteabschnitt 324 umfasst die Umrichterschaltung 115. In dem Halteabschnitt 324 wird der Wert, der proportional zu der Kurbelwellendrehgeschwindigkeit Rcr ist, als die Solldrehgeschwindigkeit R gebildet, bei der eine Proportionalitätskonstante 1/2 ist. Die Schaltelemente in der Umrichterschaltung 115 werden ein-/ausgeschaltet, damit die Motordrehgeschwindigkeit Rm mit der Solldrehgeschwindigkeit R übereinstimmt.
Der Änderungsabschnitt 326 ist mit der Leitung 118, dem Drehgeschwindigkeitssensor 18 und den Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Wenn der Änderungsabschnitt 326 aktiviert wird, führt der Änderungsabschnitt 326 dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage der Solldrehgeschwindigkeit R und der Motordrehgeschwindigkeit Rm zu. Der Änderungsabschnitt 326 teilt die Umrichterschaltung 115 mit dem Halteabschnitt 324.
Der Betrieb der Motorsteuerungsvorrichtung 300 ist nachstehend beschrieben.
Wenn die Steuerungsschaltung 310 bestimmt, dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten werden muss, aktiviert der Auswahlabschnitt 322 den Halteabschnitt 324. Da die Solldrehgeschwindigkeit R proportional zu der Kurbelwellendrehgeschwindigkeit Rcr ist, verändert sich die Ist-Drehgeschwindigkeit des Motors entsprechend der Kurbelwellendrehgeschwindigkeit Rcr. Somit ist die relative Drehung zwischen dem Zahnkranz 32 und der Motorwelle 14 begrenzt.
Wenn die Steuerungsschaltung 310 bestimmt, dass die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, wird die Solldrehgeschwindigkeit R gebildet, um die Ventilzeitsteuerung zu ändern, und die Ist-Drehgeschwindigkeit wird hin zu der Solldrehgeschwindigkeit R geändert. Dadurch dreht sich die Motorwelle 14 in Bezug auf den Zahnkranz 32, um die Ventilzeitsteuerung zu ändern.
Da die Kurbelwellendrehgeschwindigkeit Rcr eine hohe Auflösung aufweist, wird die Folgefähigkeit der Motordrehgeschwindigkeit in Bezug auf die Kurbelwellendrehgeschwindigkeit verbessert.
Die Antriebsschaltung 320 führt dem Motor 12 den Strom entsprechend der Kurbelwellendrehgeschwindigkeit zu, wenn die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten wird. Die Antriebsschaltung 320 führt dem Motor 12 den Strom entsprechend dem Steuerungssignal zu, wenn die Ventilzeitsteuerung geändert wird. Somit wird, wenn die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten wird, die Genauigkeit der Ventilzeitsteuerung verbessert. Wenn die Ventilzeitsteuerung geändert wird, wird die Kraftmaschinenbedingung in geeigneter Weise bei der Ventilzeitsteuerung wiedergespiegelt.
Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Spannung des Steuerungssignals proportional zu der Solldrehgeschwindigkeit R in dem gesamten Bereich Wa. Somit weist die Solldrehgeschwindigkeit R eine hohe Auflösung auf.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
In 13 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 350 der VTC 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel gezeigt, in der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Eine Steuerungsschaltung 360 erzeugt ein erstes Steuerungssignal und ein zweites Steuerungssignal. Das erste Steuerungssignal stellt eine absolute Zahl |R| der Solldrehzahl R dar. Das zweite Signal stellt die Drehrichtung des Motors durch einen „+/-“-Code dar. Das erste Steuerungssignal ist ein Spannungssignal, das proportional zu der absoluten Zahl |R| ist, und das zweite Steuerungssignal stellt den „+/-“-Code durch eine zugehörige Spannung dar.
Eine Antriebsschaltung 370 umfasst einen Änderungsabschnitt 372, der ein erstes Steuerungssignal und ein zweites Steuerungssignal empfängt. Die Antriebsschaltung 370 ist mit der Steuerungsschaltung 360 über Leitungen 374, 375 verbunden. Die Leitung 374 dient zur Übertragung des ersten Signals und die Leitung 375 dient zur Übertragung des zweiten Signals.
Der Änderungsabschnitt 372 ist mit einem Auswahlabschnitt 322, dem Drehgeschwindigkeitssensor 18 und den Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Wenn der Änderungsabschnitt 372 durch den Auswahlabschnitt 322 aktiviert wird, führt der Änderungsabschnitt 372 dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage des ersten Signals, des zweiten Signals und der Solldrehgeschwindigkeit R zu. Die Schaltelemente der Umrichterschaltung 115 werden ein-/ausgeschaltet, damit die Motordrehgeschwindigkeit Rm mit der Solldrehgeschwindigkeit R übereinstimmt.
Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist die absolute Zahl |R|, die durch das erste Signal dargestellt wird, eine hohe Auflösung auf. Somit wird, wenn die Ventilzeitsteuerung geändert wird, die Motordrehgeschwindigkeit auf der Grundlage der absoluten Zahl |R| geändert, um die Genauigkeit der Ventilzeitsteuerung zu verbessern.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
In 14 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 400 der VTC 10 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel gezeigt, in der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Eine Steuerungsschaltung 410 erzeugt nicht das Betriebsartsignal. Wenn die Steuerungsschaltung 410 bestimmt, dass die vorliegende Ventilzeitsteuerung gehalten werden muss, wird die Solldrehgeschwindigkeit R als Null gebildet. Wenn die Steuerungsschaltung 410 bestimmt, dass die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, wird die Solldrehgeschwindigkeit R auf die gleiche Weise wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel gebildet. Wie es in 15 gezeigt ist, ändert sich, wenn die Solldrehgeschwindigkeit R Null ist, die Spannung in dem Bereich Wc. Wenn die Solldrehgeschwindigkeit höher oder niedriger als Null ist, ist die Spannung proportional zu der Solldrehgeschwindigkeit R.
Eine Antriebsschaltung 420 umfasst einen Auswahlabschnitt 422. Der Steuerungsabschnitt 410 überträgt das Steuerungssignal zu dem Auswahlabschnitt 422 über die Leitungen 410, 424. Die Leitung 424 ist eine interne Leitung der Antriebsschaltung 420.
Der Auswahlabschnitt 422 ist mit dem Änderungsabschnitt 326 und dem Halteabschnitt 324 verbunden. Wenn die Solldrehgeschwindigkeit R im Wesentlichen Null ist, aktiviert der Auswahlabschnitt 422 den Halteabschnitt 324. Wenn die Solldrehgeschwindigkeit R nicht Null ist, aktiviert der Auswahlabschnitt 422 den Änderungsabschnitt 326.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel wird die Genauigkeit des Haltens der Ventilzeitsteuerung verbessert und die Kraftmaschinenbedingung wird bei der Ventilzeitsteuerung wiedergespiegelt. Da das Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung 410 zu der Antriebsschaltung über die Leitung 118 und die Leitung 424 übertragen wird, wird eine Rauschwirkung verringert.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
In 16 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 450 der VTC 10 gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel gezeigt, in der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Eine Steuerungsschaltung 460 erzeugt ein erstes Steuerungssignal und ein zweites Steuerungssignal. Das erste Steuerungssignal ist eine absolute Zahl der Solldrehgeschwindigkeit und das zweite Steuerungssignal stellt die Drehrichtung durch eine „+/-“-Spannung dar. Wenn das erste Signal Null ist, wird dem bestimmten Spannungsbereich entsprochen. Wenn das erste Signal nicht Null ist, ist die Spannung proportional zu der absoluten Zahl IRI.
Eine Antriebsschaltung 470 umfasst einen Auswahlabschnitt 472 und einen Änderungsabschnitt 474, der das erste Steuerungssignal und das zweite Steuerungssignal empfängt. Die Antriebsschaltung 470 und die Steuerungsschaltung 460 sind miteinander über Leitungen 476, 477 verbunden. Die Leitung 476 dient zur Übertragung des ersten Signal und die Leitung 477 dient zur Übertragung des zweiten Signals. Eine interne Leitung 478 verbindet den Auswahlabschnitt 472 mit der Leitung 476.
Der Auswahlabschnitt ist mit dem Änderungsabschnitt 474 und dem Halteabschnitt 324 verbunden. Der Auswahlabschnitt 472 aktiviert den Halteabschnitt 324, wenn die absolute Zahl |R| im Wesentlichen Null ist und der Auswahlabschnitt 472 aktiviert den Änderungsabschnitt 474, wenn die absolute Zahl |R| nicht Null ist.
Der Änderungsabschnitt 474 ist mit dem Drehgeschwindigkeitssensor 18 und den Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Der Änderungsabschnitt 474 führt dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage des ersten Steuerungssignal, des zweiten Steuerungssignals und der Motordrehgeschwindigkeit Rm zu. Der Änderungsabschnitt 474 teilt die Umrichterschaltung 115 mit dem Halteabschnitt 324. Die Schaltelemente in der Umrichterschaltung 115 arbeiten ebenso wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel weist die absolute Zahl |R|, die das erste Steuerungssignal darstellt, eine hohe Auflösung auf. Somit wird, wenn die Ventilzeitsteuerung geändert wird, die Motordrehgeschwindigkeit auf der Grundlage der absoluten Zahl |R| geändert, um die Genauigkeit der Ventilzeitsteuerung zu verbessern.
(Achtes Ausführungsbeispiel)
In 17 ist eine Motorsteuerungsvorrichtung 500 der VTC 10 gemäß dem achten Ausführungsbeispiel gezeigt, in der die gleichen Teile und Bauelemente wie diejenigen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel mit den gleichen Bezugszeichen angegeben sind, wobei eine Beschreibung derselben nicht wiederholt wird.
Wenn eine Steuerungsschaltung 510 bestimmt, dass die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, erzeugt die Steuerungsschaltung 510 ein Steuerungssignal, das einen ersten Sollstrom I des Motorlaststroms und eine Solldrehrichtung D darstellt. Die Steuerungsschaltung 510 berechnet den Sollstrom I und die Solldrehrichtung D, die zum Erhalten einer Solldrehgeschwindigkeit R erforderlich sind, entsprechend der Kurbelwellendrehgeschwindigkeit Rcr, der Nockenwellendrehgeschwindigkeit Rca, der Öltemperatur und der Batteriespannung. Die Steuerungsschaltung 510 speichert die Beziehung zwischen der Solldrehgeschwindigkeit R, dem Sollstrom I und der Solldrehrichtung als eine Beziehungskarte bzw. ein Beziehungskennfeld.
Wie es in 18 gezeigt ist, variiert die Spannung des Steuerungssignal in einem Bereich W₂ , wenn die Solldrehrichtung die normale Richtung ist. Wenn die Solldrehrichtung die Umkehrrichtung ist, variiert die Spannung des Steuerungssignals in einem Bereich W₁ . Wenn die Ventilzeitsteuerung gehalten wird, ist es nicht erforderlich, dass das Steuerungssignal erzeugt wird. Es kann jedoch ein Steuerungssignal erzeugt werden, das darstellt, dass der Sollstrom I Null ist.
Die Antriebsschaltung 520 umfasst ein Amperemeter, das mit der Umrichterschaltung 115 verbunden ist und ein Amperemetersignal erzeugt, das den Motorstrom Im darstellt. Das Amperemeter kann in dem Motor 12 bereitgestellt sein.
Ein Änderungsabschnitt 524 ist mit der Steuerungsschaltung 510 über die Leitung 118 verbunden. Der Änderungsabschnitt 524 ist ebenso mit dem Auswahlabschnitt 322, dem Amperemeter 522 und den Anschlüssen 23u, 23v, 23w verbunden. Der Änderungsabschnitt 524 führt dem Motor 12 den Strom auf der Grundlage des Sollstroms I, der Solldrehrichtung D und des Motorstroms Im zu. Der Änderungsabschnitt 524 schaltet die Schaltelemente in der Umrichterschaltung 115 ein/aus, damit der Ist-Motorstrom Im mit dem Sollstrom I übereinstimmt.
Wenn die Steuerungsschaltung 500 bestimmt, dass die Ventilzeitsteuerung geändert werden muss, wird der Sollmotorstrom I, der zur Änderung der Ventilzeitsteuerung erforderlich ist, gebildet, so dass der Ist-Motorstrom zu dem Sollstrom I hin geändert wird.
Das achte Ausführungsbeispiel weist die gleiche Wirkung wie das vierte Ausführungsbeispiel auf.
In den fünften bis siebten Ausführungsbeispielen kann die Steuerungsschaltung 360, 410, 460 den Sollmotorstrom I und die Solldrehrichtung D ebenso wie die in dem achten Ausführungsbeispiel erzeugen. In dem fünften Ausführungsbeispiel erzeugt die Steuerungsschaltung 360 ein erstes Spannungssteuerungssignal, das proportional zu dem Sollstrom I ist, und ein zweites Spannungssteuerungssignal, das die Solldrehrichtung D darstellt. In dem sechsten und dem siebten Ausführungsbeispiel wird, wenn die Ventilzeitsteuerung gehalten wird, der Sollstrom I auf Null eingestellt, und wenn die Ventilzeitsteuerung geändert wird, werden der Sollstrom I und die Solldrehrichtung D in geeigneter Weise bestimmt. In dem sechsten Ausführungsbeispiel erzeugt die Steuerungsschaltung 410 den Sollstrom I, wie es in 19 gezeigt ist. In dem siebten Ausführungsbeispiel erzeugt die Steuerungsschaltung 460 das erste Steuerungssignal auf eine derartige Weise, dass, wenn der Sollstrom I Null ist, ein bestimmter Spannungsbereich entspricht, und wenn der Sollstrom I nicht Null ist, variiert die Spannung des Signals proportional zu dem Sollstrom I. Die Steuerungsschaltung erzeugt ebenso das zweite Steuerungssignal, dessen Spannung die Solldrehrichtung D darstellt. Der Strom wird dem Motor 12 auf der Grundlage des Sollstroms I, des Motorstroms Im und der Solldrehrichtung D zugeführt.
In dem ersten bis zu dem achten Ausführungsbeispiel erzeugt die Steuerungsschaltung 150, 310, 360, 410, 460, 510 das erste Steuerungssignal oder ein Frequenzsteuerungssignal, das die Solländerung ΔR, die Solldrehgeschwindigkeit R, die absolute Zahl |R| oder den Sollstrom I darstellt. Bspw. kann in dem ersten Ausführungsbeispiel die Steuerungsschaltung 150 das Einschaltdauersignal erzeugen, das der Solländerung ΔR entspricht. Ein bestimmter Bereich des Einschaltdauersignals entspricht einer Solländerung ΔR von Null. Wenn die Solländerung ΔR nicht Null ist, ist die relative Einschaltdauer des Signals proportional zu der Solländerung ΔR.
In dem ersten sowie dem vierten bis zu dem achten Ausführungsbeispiel kann das Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal direkt der Antriebsschaltung 110, 320, 370, 420, 470, 520 zugeführt werden. Alternativ hierzu kann das Kurbelwellendrehgeschwindigkeitssignal der Steuerungsschaltung 150, 310, 360, 410, 460, 510 über die Antriebsschaltung 110, 320, 370, 420, 470, 460, 510 zugeführt werden.
Das Nockenwellendrehgeschwindigkeitssignal, ein Zündsignal oder ein Kraftstoffeinspritzsignal kann als das Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal verwendet werden.
Eine Ventilzeitsteuerungsvorrichtung (10) wird durch einen Motor (12) angetrieben. Die Ventilsteuerungsvorrichtung weist eine Steuerungsschaltung (150) und eine Antriebsschaltung (110) auf. Die Antriebsschaltung (110) empfängt ein Steuerungssignal, das durch die Steuerungsschaltung (150) erzeugt wird, und ein Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal. Die Antriebsschaltung (110) führt dem Motor (12) einen Strom zu, um ihn auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit, die durch das Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal dargestellt wird, und einer Solländerung der Motordrehgeschwindigkeit, die durch das Steuerungssignal dargestellt wird, anzutreiben.

Claims

Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine, die ein Drehmoment eines Motors (12) verwendet, wobei die Ventilzeitsteuerungsvorrichtung umfasst: eine Steuerungsschaltung (150, 210), die ein Steuerungssignal erzeugt, das eine Frequenz aufweist, die proportional zu einer Solldrehgeschwindigkeit des Motors (12) ist, eine Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420), die ein Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal und das Steuerungssignal empfängt, das in der Steuerungsschaltung erzeugt wird, wobei die Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420) eine Auswahleinrichtung (322, 422) zur Auswahl einer Betriebsart aus einer Haltebetriebsart, in der die Ventilzeitsteuerung gehalten wird, und einer Änderungsbetriebsart, in der die Ventilzeitsteuerung geändert wird, eine Halteeinrichtung (324) zum Halten der Ventilzeitsteuerung in der Haltebetriebsart durch Zuführen eines Stroms zu dem Motor entsprechend dem Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal, wenn die Haltebetriebsart ausgewählt ist, und eine Änderungseinrichtung (326, 372, 474, 524) zur Änderung der Ventilzeitsteuerung in der Änderungsbetriebsart durch Zuführen eines Stroms zu dem Motor entsprechend dem Steuerungssignal, wenn die Änderungsbetriebsart ausgewählt ist, umfasst.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Änderungseinrichtung (326, 372, 474, 524) dem Motor (12) den Strom auf der Grundlage der Solldrehgeschwindigkeit zuführt, die durch das Steuerungssignal dargestellt wird.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Änderungseinrichtung (326, 372, 474, 524) dem Motor (12) den Strom auf der Grundlage eines Sollmotorstroms und einer Drehrichtung des Motors zuführt, die durch das Steuerungssignal dargestellt werden.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420) ein erstes Steuerungssignal und ein zweites Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung (310) empfängt und die Änderungseinrichtung (326) dem Motor (12) den Strom auf der Grundlage des ersten Steuerungssignals, das den Sollmotorstrom darstellt, und des zweiten Steuerungssignals, das die Motordrehrichtung darstellt, zuführt.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Auswahleinrichtung (322) die Haltebetriebsart auswählt, wenn die Solldrehgeschwindigkeit im Wesentlichen Null ist, und die Änderungsbetriebsart auswählt, wenn die Solldrehgeschwindigkeit nicht Null ist.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420, 520) ein erstes Steuerungssignal und ein zweites Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung (310) empfängt und die Änderungseinrichtung (326, 372, 524) dem Motor (12) den Strom auf der Grundlage des ersten Steuerungssignals, das einen absoluten Wert der Sollmotordrehgeschwindigkeit darstellt, und des zweiten Steuerungssignals, das ein Vorzeichen der Sollmotordrehgeschwindigkeit darstellt, zuführt, wobei das Vorzeichen entweder positiv oder negativ ist.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 6, wobei der Auswahlabschnitt (322, 422) die Haltebetriebsart auswählt, wenn die absolute Zahl im Wesentlichen Null ist, und die Änderungsbetriebsart auswählt, wenn die absolute Zahl nicht Null ist.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4 und 6, wobei die Antriebsschaltung (110, 220, 320, 370, 420) ein in der Steuerungsschaltung (310, 360, 410, 510) erzeugtes Betriebsartsignal empfängt und die Auswahleinrichtung (322, 422) eine der Haltebetriebsart und der Änderungsbetriebsart auswählt, die durch das Betriebsartsignal dargestellt wird.
Ventilzeitsteuerungsvorrichtung zur Einstellung einer Ventilzeitsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssignal ein Frequenzsignal ist, das proportional zu der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeit ist.