DE102005001454B4

DE102005001454B4 - Fehlerdiagnosevorrichtung für einen veränderlichen Ventilmechanismus eines Verbrennungsmotors und Fehlerdiagnoseverfahren für einen veränderlichen Ventilmechanismus

Info

Publication number: DE102005001454B4
Application number: DE102005001454.2A
Authority: DE
Inventors: Naohide Fuwa; Harufumi Muto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-01-14
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: US20050154522A1; US7424872B2; JP2005201117A; DE102005001454A1; DE102005001454B8; JP4075811B2

Abstract

Fehlerdiagnosesystem für einen veränderlichen Ventilmechanismus (54), der durch den Gebrauch eines Sensors (50; 314) einen Ventilkennwert ermittelt, der wenigstens ein Wert aus einer Gruppe ist, die den Betrag des Ventilhubs und einen Ventilbetätigungswinkel des Verbrennungsmotors umfasst, und den Ventilkennwert auf der Basis des ermittelten Ventilkennwerts einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: ein Fehlerdiagnosemittel (4) zur Durchführung einer Fehlerdiagnose des veränderlichen Ventilmechanismus (54), wenn ermittelt wird, dass sich der Ventilkennwert in einem Bereich für die Durchführung eines Notlaufbetriebs befindet, der auf einen Bereich eingestellt ist, in dem der Ventilkennwert durch den veränderlichen Ventilmechanismus (54) eingestellt werden kann; wobei der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich ein Bereich ist, in dem der Ventilkennwert den maximalen Wert aufweist, und ein Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands zur Durchführung einer Aufrechterhaltungssteuerung, um den Ventilkennwert auf einem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Wert zu halten, wenn die Fehlerdiagnosemittel (4) feststellen, dass am veränderlichen Ventilmechanismus (54) ein Fehler aufgetreten ist, wobei der veränderliche Ventilmechanismus (54) eine Steuerwelle (82) einschließt, einen Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle, und ein Betätigungselement (102; 302), das die Steuerwelle (82) mittels des Einstellmechanismus für die Steuerwelle betätigt, um den Ventilkennwert einzustellen, wobei der veränderliche Ventilmechanismus (54) einen Spiralnocken (104) einschließt, der als der Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle dient und durch die Drehung des Spiralnockens (104) durch das Betätigungselement (102) die Steuerwelle (82) zur Einstellung des Ventilkennwerts des Verbrennungsmotors in axialer Richtung bewegt; wobei der Spiralnocken (104) in einem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich eine bogenförmige Oberfläche hat, deren Achse die Drehachse des Spiralnockens ist; und wobei das Fehlerdiagnosemittel (4) geeignet ist festzustellen, ob ein Fehler am Sensor (50; 314) aufgetreten ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fehlerdiagnosesystem für einen veränderlichen Ventilmechanismus, der durch den Gebrauch eines Sensors einen Ventilkennwert ermittelt, der wenigstens ein Wert aus einer Gruppe ist, die den Betrag des Ventilhubs und einen Ventilbetätigungswinkel des Verbrennungsmotors umfasst, und den Ventilkennwert auf der Basis des ermittelten Ventilkennwerts einstellt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es ist ein veränderlicher Ventilmechanismus bekannt, der die Menge der Verbrennungsluft durch Veränderung des Ventilbetätigungswinkels einstellt, um den Brennstoffnutzungsgrad eines Verbrennungsmotors zu verbessern. Bei einem solchen veränderlichen Ventilmechanismus sind ein Betätigungselement zum Antrieb des Mechanismus und ein Sensor zur Ermittlung des Einstellzustands des Ventilbetätigungswinkels vorgesehen. Wenn jedoch ein Fehler beim Betätigungselement oder dem Sensor auftritt, kann der Ventilbetätigungswinkel nicht eingestellt werden. Als Ergebnis kommt in einigen Fällen der Verbrennungsmotor wegen eines Mangels an Verbrennungsluft zum Stillstand und ein Notlaufbetriebbetrieb ist nicht möglich. In dieser Beschreibung wird unter Notlaufbetriebbetrieb eine durch einen Fehler am Fahrzeug veranlaßte, eingeschränkte Betriebsweise eines Fahrzeugs verstanden, die es dem Fahrer ermöglicht, das Fahrzeug an einen sicheren Platz oder zur Reparatur in eine Werkstatt zu fahren. Um das vorstehend genannte Problem zu lösen, wird eine Technologie vorgeschlagen, durch die festgestellt wird, ob ein Fehler an einem Betätigungselement oder einem Sensor aufgetreten ist, und das Auftreten eines Fehlers festgestellt wird, wird der Ventilbetätigungswinkel so verändert, daß ein Notlaufbetrieb durchgeführt werden kann. Beispielsweise offenbart die JP 2000-314329 A (siehe Seiten 6 und 7 und die 11) eine Technologie. Bei dieser Technologie wird beim Auftreten einer Abnormalität an einem Sensor auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors ein Ventilbetätigungswinkel ausgewählt und das Betätigungselement des veränderlichen Ventilmechanismus wird so angetrieben, daß der Ventilbetätigungswinkel einen Zielwert für den Fall annimmt, daß ein Fehler aufgetreten ist.
Bei der vorstehend erwähnten Technologie, wird der Ventilbetätigungswinkel auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors ausgewählt. Es muß deshalb, wenn ein Fehler am Sensor festgestellt wird, der Verbrennungsmotor in Betrieb sein. Falls der Betrieb des Verbrennungsmotors eingestellt wurde, oder sich der Motor in einem Übergangszustand befindet, wenn das Auftreten eines Fehlers am Sensor festgestellt wird, kann der Ventilbetätigungswinkel nicht auf den Zielwert eingestellt werden. Demgemäß besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß es schwierig wird, den Verbrennungsmotor zu starten oder den Motor kontinuierlich und stabil zu betreiben, um einen Notlaufbetriebbetrieb durchführen zu können.
Weiter wird es, wenn ein Fehler beim Betätigungselement statt beim Sensor aufgetreten ist und der Ventilbetätigungswinkel nicht verändert werden kann, unmöglich, die Ausgangsleistung des Motors durch Vergrößerung des Ventilöffnungswinkels zur erhöhen, um den Notlaufbetriebbetrieb durchzuführen. Außerdem wird von einer Seite des Ventils eine Kraft derart eingeleitet, daß der Ventilbetätigungswinkel abnimmt, abhängig von der Konstruktion des veränderlichen Ventilmechanismus. Wenn der Fehler beim Betätigungselement auftritt, wird es jedoch unmöglich, dieser Kraft zu widerstehen. Deshalb wird der Verbrennungsmotor gestoppt, wonach es unmöglich ist, den Verbrennungsmotor anzulassen und den Notlaufbetriebbetrieb auszuführen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs zu verbessern, wenn ein Fehler bei einem veränderlichen Ventilmechanismus aufgetreten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fehlerdiagnosesystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße Fehlerdiagnosesystem für einen veränderlichen Ventilmechanismus, der durch den Gebrauch eines Sensors einen Ventilkennwert ermittelt, der wenigstens einen Wert aus der Gruppe ist, die einen Betrag des Ventilhubs und einen Ventilbetätigungswinkel eines Verbrennungsmotors umfaßt, und den Ventilkennwert auf der Basis des ermittelten Ventilkennwerts einstellt, schließt Fehlerdiagnosemittel zur Durchführung einer Fehlerdiagnose des veränderlichen Ventilmechanismus ein, wenn ermittelt wird, daß sich der Ventilkennwert in einem Bereich für die Durchführung eines Notlaufbetriebbetriebs befindet, der auf einem Bereich eingestellt ist, in dem der Ventilkennwert durch den veränderlichen Ventilmechanismus eingestellt werden kann; und ein Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands zur Durchführung einer Aufrechterhaltungssteuerung, um den Ventilkennwert auf einem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Wert zu halten, wenn die Fehlerdiagnosemittel feststellen, daß am veränderlichen Ventilmechanismus ein Fehler aufgetreten ist.
Die Fehlerdiagnosemittel führen die Fehlerdiagnose für den veränderlichen Ventilmechanismus durch, wenn der Ventilkennwert einen Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich befindet. Wenn eine Abnormalität beim veränderlichen Ventilmechanismus festgestellt wird, führen die Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands die Aufrechterhaltungssteuerung durch.
Während der Aufrechterhaltungssteuerung wird der Ventilkennwert auf einem Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich gehalten. Wie oben erwähnt, wird die Fehlerdiagnose ausgeführt, wenn der Ventilkennwert einen Wert angenommen hat, der sich in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich befindet. Demgemäß muß der Ventilkennwert nicht eingestellt werden und bleibt wie er ist, wenn der Ventilkennwert auf einem Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich gehalten wird. Es ist deshalb möglich, die Aufrechterhaltungssteuerung durchzuführen, selbst wenn ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus aufgetreten ist.
Wenn ein Fehler in dem veränderlichen Ventilmechanismus nur bei der Aktion zur Verringerung des Ventilkennwerts auftritt, ist es möglich, den Ventilkennwert auf einen Wert zu erhöhen, der höher ist als der augenblickliche Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich. Demgemäß kann während der Aufrechterhaltungssteuerung der Ventilkennwert auf einem Wert gehalten werden, der höher ist als der gegenwärtige Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich. Es ist deshalb möglich, den Verbrennungsmotor stabil zu betreiben und den Notlaufbetriebbetrieb durchzuführen.
Wenn die Fehlerdiagnose durchgeführt wird, kann außerdem der Ventilkennwert einen Wert annehmen, der höher ist als ein Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebbetriebs zugeordneten Bereich zum Startzeitpunkt der Diagnose. Jedoch ist es möglich, den Verbrennungsmotor zu betreiben und den Notlaufbetrieb durchzuführen, selbst wenn der Ventilkennwert auf diesem Wert gehalten wird.
Wie oben erwähnt, wird die Fehlerdiagnose ausgeführt, wenn der Ventilkennwert sich auf einem Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich befindet. Es ist deshalb möglich, den Ventilkennwert auf einem Wert zu halten, der in dem der Durchführung des Notrufs zugeordneten Bereich liegt, selbst wenn festgestellt wurde, daß ein Fehler aufgetreten ist.
Demgemäß ist es möglich den Verbrennungsmotor zuverlässig zu starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen, selbst wenn der Verbrennungsmotor nach der Feststellung eines Fehlers gestoppt wurde. Auch kann der Ventilkennwert des Verbrennungsmotors, wenn sich dessen Betriebszustand in einem Übergangszustand befindet, auf einem ausreichend hohen Wert gehalten werden, bevor er einen Wert annimmt, bei dem der Motor gestoppt wird. Es ist deshalb möglich, die Situation zu verhindern, in der der Notlaufbetrieb nicht ausgeführt werden kann.
Es ist damit möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs beim Auftreten eines Fehlers im veränderlichen Ventilmechanismus zu erhöhen.
Der veränderliche Ventilmechanismus schließt eine Steuerwelle (nachfolgend im Sinn einer Steuerachse zu verstehen), einen Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle, und ein Betätigungselement, das die Steuerwelle mittels des Einstellmechanismus für die Steuerwelle betätigt, um den Ventilkennwert einzustellen, ein.
Durch solch einen veränderlichen Ventilmechanismus ist es möglich, den Ventilkennwert auf einem Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich zu halten, selbst wenn am Betätigungselement ein Fehler aufgetreten ist.
Der veränderliche Ventilmechanismus schließt einen Spiralnocken ein, der als der Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle dient und durch die Drehung des Spiralnocken bei Betätigung durch das Betätigungselement die Steuerwelle zur Einstellung des Ventilkennwerts des Verbrennungsmotors in axialer Richtung bewegt. Weiterhin ist der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich auf einen Bereich eingestellt, in dem der Ventilkennwert den maximalen Wert aufweist. Zusätzlich weist der Spiralnocken in einem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich eine bogenförmige Oberfläche auf, deren Achse die Drehachse des Spiralnockens ist.
Wenn der Spiralnocken durch das Betätigungselement gedreht wird, nimmt die Höhe der Nockenfläche allmählich zu. Wenn der Spiralnocken rückwärts gedreht wird, nimmt die Höhe der Nockenoberfläche ab. Es ist deshalb möglich, die Position der Steuerwelle leicht durch das Betätigungselement einzustellen.
Zusätzlich besitzt der Spiralnocken in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich die bogenförmige Oberfläche, deren Achse die Drehachse des Spiralnockens ist. Deshalb wird in dem Fall, in dem die den Ventilkennwert einstellende Steuerwelle durch die bogenförmige Oberfläche eingestellt wird, selbst dann in keiner Richtung eine Drehkraft erzeugt, wenn in der Steuerwelle eine Axialkraft erzeugt wird.
Deshalb muß durch das Betätigungselement keine Betätigungskraft erzeugt werden, wenn der Ventilkennwert ein Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich ist. Auch kann zur Verhinderung einer Abweichung aufgrund einer Vibration des Verbrennungsmotors die Betätigungskraft geringer sein als beim Normalzustand. Es ist deshalb möglich, die Aufrechterhaltungssteuerung durchzuführen, selbst wenn die Betätigungsenergie gering ist oder keine Betätigungsenergie vorhanden ist.
Der Einstellmechanismus für die Position des Steuerwelle kann fähig sein, den Ventilkennwert ohne Benutzung der Betätigungskraft des Betätigungselements in dem Zustand zu halten, in dem sich der Ventilkennwert zumindest auf einem Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich befindet. Zusätzlich kann das Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands eine Aufrechterhaltungssteuerung dadurch durchführen, daß es die Ausgabe der der Betätigungskraft aus der Betätigungskraftquelle an das Betätigungselement stoppt.
Somit ist es möglich, selbst wenn ein Fehler am Sensor oder am Betätigungselement aufgetreten ist, den Ventilkennwert auf einem Wert zu halten, bei dem der Notlaufbetrieb zuverlässig durchgeführt werden kann, ohne daß nach Feststellung des Fehlers Betätigungsenergie benötigt wird. Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit für den Fall zu erhöhen, daß ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus aufgetreten ist.
Das Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands kann eine Aufrechterhaltungssteuerung durchführen durch Ausgabe einer Betätigungskraft aus der Betätigungskraftquelle an das Betätigungselement, derart, daß die Betätigungskraft, die kleiner ist als im Normalzustand und zur Erhöhung des Ventilkennwerts benutzt wird, der Steuerwelle zugeführt wird.
Abhängig von der Bauform des Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle wird der Ventilkennwert in einigen Fällen allmählich abgesenkt, beispielsweise aufgrund einer ventilseitig auf die Steuerwelle ausgeübten Kraft. Selbst falls der Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle eine Konstruktion aufweist zur Aufrechterhaltung des Ventilkennwertes ohne Nutzung der Betätigungskraft des Betätigungselements wenigstens dann, wenn der Ventilkennwert sich auf einem Wert befindet, der sich in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich befindet, weicht in einigen Fällen wegen der Vibration während des Laufs des Verbrennungsmotors der Ventilkennwert von dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich ab.
Deshalb wird die Aufrechterhaltungssteuerung durch Steuerung der Ausgabe der Betätigungskraft aus der Betätigungskraftquelle an das Betätigungselement derart durchgeführt, daß die Betätigungskraft, die kleiner ist als im Normalzustand und die zur Erhöhung des Ventilkennwerts benutzt wird, der Steuerwelle zugeführt wird. Somit kann der Ventilkennwert auf einem Wert gehalten werden, der sich in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich befindet.
Des weiteren wird das Niveau der Betätigungskraftausgabe aus der Betätigungskraftquelle auf ein Niveau verändert, das niedriger ist als im Normalzustand. Deshalb ist für die Aufrechterhaltungssteuerung nur ein kleiner Energiebetrag erforderlich. Das hindert außerdem den Steuerwelleneinstellmechanismus daran, mit hoher Geschwindigkeit die Steuerwelle oder ein in Übereinstimmung mit der Steuerwelle wirksames Element zu bewegen. Entsprechend ist es möglich, selbst wenn die Steuerwelle bis an das Ende ihres Bewegungsbereichs bewegt wird, zu verhindern, daß ein inneres Element des veränderlichen Ventilbetätigungsmechanismus, der Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle, die Steuerwelle oder dergleichen mit hoher Geschwindigkeit mit einem Anschlag oder dergleichen kollidiert. Es ist deshalb möglich, die Lebensdauer des veränderlichen Ventilmechanismus zu erhöhen und ein auf ein vom Fahrer wahrgenommenes schlagendes Geräusch zurückzuführendes unangenehmes Gefühl zu verhindern.
Das Fehlerdiagnosemittel kann feststellen, ob am Betätigungselement ein Fehler aufgetreten ist.
Wie oben erwähnt, wird festgestellt, ob ein Fehler am Betätigungselement aufgetreten ist, wenn der Wert des Ventilkennwerts sich in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich befindet. Demgemäß ist es möglich, den Ventilkennwert auf einem Wert zu halten, bei dem der Notlaufbetrieb nach Feststellung des Fehlers zuverlässig durchgeführt werden kann, selbst wenn sich ergibt, daß der Ventilkennwert nicht normal eingestellt werden kann. Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs in dem Fall zu erhöhen, in dem ein Fehler im veränderlichen Betätigungsmechanismus aufgetreten ist.
Das Fehlerdiagnosemittel kann feststellen, ob ein Fehler im Betätigungselement aufgetreten ist, indem es das Betätigungselement so betätigt, daß der Ventilkennwert erhöht wird.
Falls der Spiralnocken als Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle benutzt wird, ist der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich auf einen Bereich eingestellt, in der der Ventilkennwert seinen maximalen Wert annimmt, und der Ventilkennwert ist ein konstanter Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich, selbst wenn das Betätigungselement in dem Sinne betätigt wird, daß der Ventilkennwert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich zunimmt, wird der Ventilkennwert nicht tatsächlich verändert, sondern auf dem konstanten Wert gehalten. Möglicherweise wird eine Einstellgrenze erreicht und das Betätigungselement hält an, selbst wenn es mit einer Betätigungskraft beaufschlagt wird.
Wenn die Einstellgrenze in dem Falle erreicht wird, in dem das Betätigungselement normal betätigt wird, tritt eine Art von Veränderung im Zustand der Betätigungskraft oder auf der Seite der Betätigungskraftquelle auf. Demgemäß kann, falls diese Veränderung nicht entdeckt wird, festgestellt werden, daß ein Fehler am Betätigungselement aufgetreten ist.
Wenn der Sensor benutzt wird, der den Ventilkennwert durch direkte Messung des Betätigungsbetrags am Betätigungselement ermittelt, kann das Auftreten eines Fehlers am Betätigungselement auf der Basis einer Veränderung am Sensorausgang festgestellt werden.
Des weiteren wird bei einem solchen Fehlerdiagnoseverfahren der Ventilkennwert auf einem konstanten Wert gehalten. Es ist deshalb möglich, die Fehlerdiagnose ohne Auswirkung auf die Verbrennungsfähigkeit durchzuführen.
Falls der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich auf den Bereich eingestellt ist, in dem der Ventilkennwert den maximalen Wert aufweist und das Betätigungselement normal betätigt wird, wenn das Betätigungselement so angetrieben wird, daß der Ventilkennwert zunimmt, wird sofort die Einstellgrenze erreicht. Das verursacht eine Art von Veränderung im Zustand der Betätigungskraft und auf der Seite der Betätigungskraftquelle zwischen dem Zustand vor und dem Zustand nach dem Erreichen der Einstellgrenze. Demgemäß kann, wenn diese Veränderung nicht bemerkt wird, festgestellt werden, daß am Betätigungselement ein Fehler aufgetreten ist.
Falls der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich au einen Bereich eingestellt ist, in dem der Ventilkennwert ein kleinerer Wert ist als der maximale Ventilkennwert, wenn das Betätigungselement so betätigt wird, daß der Ventilkennwert zunimmt, spiegelt sich eine Veränderung des Ventilkennwerts in einem vom Sensor ermittelten Wert wider, falls das Betätigungselement normal betätigt wird. Jedoch kann, wenn die Veränderung des Ventilkennwerts sich nicht in dem vom Sensor ermittelten Wert widerspiegelt, festgestellt werden, daß am Betätigungselement ein Fehler aufgetreten ist.
Weiter wird nach der Durchführung eines solchen Fehlerdiagnoseverfahrens der Ventilkennwert auf einem Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich gehalten. Demgemäß ist es selbst dann, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt worden ist, möglich, den Verbrennungsmotor zuverlässig zu starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen. Auch wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, ist es möglich, den Ventilkennwert aufrechtzuerhalten, bevor er einen Wert annimmt, bei dem der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs in einem Fall zu erhöhen, in dem ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus aufgetreten ist. Wie oben erwähnt, besteht auch ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung des der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereichs.
Das Fehlerdiagnosemittel kann feststellen, ob ein Fehler am Betätigungselement aufgetreten ist, indem das Betätigungselement so betätigt wird, daß der Ventilkennwert zunimmt, wenn sich die ausgegebene Betätigungskraft auf einem niedrigeren Niveau befindet als während der normalen Steuerzeit des Verbrennungsmotors.
Somit ist selbst dann, wenn die Einstellungsgrenze erreicht ist, die Bewegung beim Auftreten einer Kollision gering. Es ist deshalb möglich, die Lebensdauer des veränderlichen Ventilmechanismus zu steigern und ein auf ein vom Fahrer wahrgenommenes schlagendes Geräusch zurückzuführendes unangenehmes Gefühl zu verhindern.
Falls das Betätigungselement bei der Aktion zur Erhöhung der Ventilcharakteristik normal betätigt wird, kann das Fehlerdiagnosemittel feststellen, ob beim Betätigungselement ein Fehler bei der Aktion zur Senkung des Ventilkennwertes aufgetreten ist, durch eine derartige Betätigung des Betätigungselements, daß der Ventilkennwert gesenkt wird.
In einigen Fällen kann das Betätigungselement, obwohl es in der einen Bewegungsrichtung normal betätigt werden kann, in der Gegenrichtung nicht betätigt werden.
Deshalb kann in dem Falle, in dem ein Fehler am Betätigungselement bei der Aktion zur Erhöhung des Ventilkennwerts aufgetreten ist, nachdem festgestellt wurde, daß bei der anfänglichen Senkung des Ventilkennwertes kein Fehler am Betätigungselement vorhanden war, selbst beim Versuch, den Ventilkennwert zu erhöhen, der Ventilkennwert nicht erhöht werden und kann so auf einem Wert verbleiben, der niedriger ist als die Untergrenze des der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereichs. Zusätzlich kann dadurch der Ventilkennwert allmählich absinken.
Jedoch wird als Fehlerdiagnose zunächst das Betätigungselement derart betätigt, daß der Ventilkennwert ansteigt. Somit wird, wenn ein Fehler am Betätigungselement bei der Aktion zur Erhöhung des Ventilkennwerts aufgetreten ist, sofort die Aufrechterhaltungssteuerung durchgeführt und der Ventilkennwert wird auf einem Wert gehalten, der in dem der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich liegt. Es ist deshalb möglich, den Verbrennungsmotor zu starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen.
Nut nachdem festgestellt wurde, daß bei der Aktion zur Erhöhung des Ventilkennwerts kein Fehler am Betätigungselement auftritt, wird das Betätigungselement derart betätigt, daß der Ventilkennwert abnimmt. Es wird somit festgestellt, ob ein Fehler bei der Aktion zur Senkung des Ventilkennwerts aufgetreten ist. Selbst wenn festgestellt worden ist, daß ein Fehler aufgetreten ist, kann das Betätigungselement derart betätigt werden, daß der Ventilkennwert erhöht wird. Des ist deshalb möglich, den Ventilkennwert auf einen Wert in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich zu erhöhen.
Es ist so möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs in dem Falle zu erhöhen, daß im veränderlichen Ventilmechanismus ein Fehler aufgetreten ist.
Das Fehlerdiagnosemittel stellt fest, ob ein Fehler am Sensor aufgetreten ist.
Ob ein Fehler am Sensor aufgetreten ist, wird festgestellt, wenn sich der Ventilkennwert auf einem Wert innerhalb des der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereichs befindet. Deshalb ist es möglich, den Ventilkennwert auf einem Wert zu halten, bei dem der Notlaufbetrieb zuverlässig durchgeführt werden kann, nachdem die Fehlerfeststellung durchgeführt ist, selbst wenn sich ergibt, daß der Ventilkennwert nicht normal eingestellt werden kann. Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs für den Fall zu steigern, daß ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus aufgetreten ist.
Es kann ein Mittel zur Einstellung des Ventilkennwerts für die Startzeit vorgesehen werden, um das Betätigungselement so zu betätigen, daß der Ventilkennwert im Anfangszustand einen Wert erhält, der zum Anlassen des Verbrennungsmotors eingestellt ist, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt worden war. Der Anfangszustand kann in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich eingestellt sein.
Weil das Mittel zur Einstellung des Ventilkennwerts auf die Startzeit vorgesehen ist, wird der Ventilkennwert für die Startzeit des Verbrennungsmotors in dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich eingestellt. Es deshalb möglich, die Fehlerdiagnose vor dem Betrieb des Verbrennungsmotors zur Startzeit des Verbrennungsmotors durchzuführen. Auch wenn festgestellt wird, daß ein Fehler aufgetreten ist, ist es möglich, den Ventilkennwert auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert zu halten oder auf einem Wert zu halten, der höher ist als der dem Anfangszustand zugeordnete Wert. Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs für den Fall zu steigern, daß ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus aufgetreten ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen benutzt werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen und in denen zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Verbrennungsmotors und einer ECU gemäß einer Ausführungsform;
2 einen Längsschnitt, der ein veränderbares Ventilsystem des Verbrennungsmotors darstellt;
3 eine perspektivische Ansicht eines Zwischenantriebsmechanismus des veränderbaren Ventilsystems;
4 eine perspektivische, in horizontaler Richtung aufgeschnittene Ansicht des Zwischenantriebsmechanismus;
5 eine perspektivische, in horizontaler und vertikaler Richtung aufgeschnittene Ansicht des Zwischenantriebsmechanismus;
6A und 6B Ansichten zur Beschreibung des Antriebs des Zwischenantriebsmechanismus, wenn ein Ventilbetätigungswinkel und ein Ventilhubbetrag jeweils den Minimalwert aufweisen;
7A und 7B Ansichten zur Beschreibung des Antriebs des Zwischenantriebsmechanismus, wenn ein Ventilbetätigungswinkel und ein Ventilhubbetrag jeweils den Maximalwert aufweisen;
8 ein Diagramm zur Darstellung der durch den Zwischenantriebsmechanismus verursachten Veränderungen des Ventilbetätigungswinkels und des Ventilhubbetrags;
9 eine Ansicht zur Darstellung einer Wellenverschiebungskonstruktion bei einer ersten und einer zweiten Ausführungsform;
10 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einem Drehwinkel θv eines Spiralnockens und eines Ventilbetätigungswinkels VL darstellt;
11 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Drehwinkel θv eines Spiralnockens und dem Ausgangsdrehmoment eines zur Beibehaltung des Ventilbetätigungswinkels erforderlichen Antriebsmotors;
12A bis 12D Ansichten zur Beschreibung der durch den Wellenverschiebemechanismus durchgeführten Einstellung des Ventilhubbetrags;
13 ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines nicht erfindungsgemäßen Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel gemäß einer ersten und einer dritten Ausführungsform;
14A bis 14C ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für ein Verfahren nach der ersten Ausführungsform;
15 ein Flußdiagramm zur Beschreibung eines nicht erfindungsgemäßen Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel gemäß einer zweiten und einer vierten Ausführungsform;
16 ein Flußdiagramm zur Darstellung eines nicht erfindungsgemäßen Fehlerdiagnoseverfahrens für den Antriebsmotor, das im Laufe des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel gemäß der zweiten und der vierten Ausführungsform durchgeführt wird;
17a bis 17C ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines Verfahrens nach der zweiten Ausführungsform;
18 eine Ansicht einer Konstruktion des ein Schneckengetriebe anwendenden Wellenverschiebemechanismus, wie er bei der vierten Ausführungsform benutzt wird;
19 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen einem Drehwinkel θw eines durch die Schnecke angetriebenen Rades und dem Ventilbetätigungswinkel VL;
20 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentausgang des Motors in dem das Schneckengetriebe anwendenden Wellenverschiebungsmechanismus und der Drehzahl einer Steuerwelle;
21 eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines veränderbaren Ventilsystems eines anderen Verbrennungsmotors darstellt; und
22A und 22B Ansichten, deren jede einen Betätigungszustand des Ventilsystems des anderen Verbrennungsmotors darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen eine erste Ausführungsform im Detail beschrieben. Die 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konstruktion eines in ein Fahrzeug eingebauten, benzinbetriebenen Verbrennungsmotors 2 (nachfolgend einfach als „Motor” bezeichnet) und eine (nachfolgend einfach als „ECU” bezeichnete) elektronische Steuereinheit 4 (electronic control unit) darstellt. Der Motor 2 ist ein Mehrzylindermotor, d. h. bei der Ausführungsform ein Vierzylindermotor. Die 2 ist ein Längsschnitt, der ein veränderbares Ventilsystem eines der vier Zylinder zeigt. Jeder Zylinder ist mit zwei Einlaßventilen 2a und zwei Auslaßventilen 2b versehen und der Motor ist als Vierventilmotor ausgebildet. Es ist festzuhalten, daß die Zahl der Zylinder auch sechs oder acht und der Motor auch ein Zweiventil- oder Fünfventilmotor sein kann.
Der Leistungsausgang des Motors 2 wird zum Fahren über ein Getriebe als Antriebskraft auf ein Rad übertragen. Im Motor 2 ist eine durch einen Kolben 6, einen Zylinderblock 8 und einen Zylinderkopf 10 umgebene Brennkammer 12 ausgebildet. Der Zylinderkopf 10 ist mit einer Zündkerze 14 zur Zündung eines Luft-Brennstoff-Gemischs in der Brennkammer 12 ausgestattet und mit einem Brennstoffeinspritzventil 16 (siehe 1) zur Direkteinspritzung des Brennstoffs in die Brennkammer 12. Es ist anzumerken, daß das Brennstoffeinspritzventil 16 den Brennstoff auch in eine mit der Brennkammer 12 in Verbindung stehende Einlaßöffnung 18 einspritzen kann.
Die Einlaßöffnung 18 wird durch Betätigung des Einlaßventils 2a geöffnet und geschlossen und der mit der Einlaßöffnung 18 verbundene Einlaßkanal 20 ist mit einer Ausgleichskammer 22 verbunden. Ein Drosselventil 26, dessen Öffnungsquerschnitt (Drosselventilöffnungsquerschnitt TA) durch einen Stellmotor 24 eingestellt wird, ist stromauf von der Ausgleichskammer 22 angeordnet. Das Drosselventil 26 ist in seiner Grundstellung im wesentlichen voll geöffnet. Es wird jedoch der Drosselventilöffnungsquerschnitt TA gesteuert, um in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors 2 die Menge GA der Einlaßluft einzustellen. Beispielsweise kann, wie später beschrieben wird, beim Feststellen eines Fehlers im veränderbaren Ventilmechanismus 54 und wenn der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a auf einem Wert im Anfangszustand festgehalten wird, ein Notlaufbetrieb durch Einstellung des Drosselventilöffnungsquerschnitts TA ausgeführt werden. Der Drosselventilöffnungsquerschnitt TA wird durch einen Drosselventilöffnungsquerschnittssensor 28 ermittelt und durch die ECU 4 ausgelesen. Die Einlaßluftmenge GA wird durch einen Einlaßluftmengensensor 30 ermittelt, der stromauf vom Drosselventil 26 angeordnet ist, und die Einlaßlufttemperatur THA wird durch einen Einlaßlufttemperatursensor 32 ermittelt, der stromauf vom Drosselventil 26 angeordnet ist. Die ermittelte Einlaßluftmenge GA und die ermittelte Einlaßlufttemperatur THA werden durch die ECU 4 ausgelesen.
Eine mit der Brennkammer 12 verbundene Auslaßöffnung 34 wird durch Betätigung des Auslaßventils 2b geöffnet und geschlossen. Ein Abgassteuerungskatalysator 38 ist in einem mit der Auslaßöffnung 34 verbundenen Auslaßkanal 36 angeordnet. Auf der Basis von im Abgas im Auslaßkanal 36 enthaltenen Komponenten wird durch einen stromauf vom Abgassteuerungskatalysator 38 angeordneten Sensor 40 zur Feststellung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses das Luft-Brennstoff-Verhältnis AF ermittelt und durch die ECU 4 ausgelesen.
Die ECU 4 ist eine Motorsteuerungsschaltung die hauptsächlich einen digitalen Computer einschließt. Nicht nur von den vorstehend erwähnten Sensoren, dem Drosselventilöffnungsquerschnittssensor 28, dem Einlaßluftmengensensor, dem Einlaßlufttemperatursensor 32 und dem Sensor 40 zur Ermittlung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses ausgehende Signale, sondern auch Signale von verschiedenen Sensoren zur Ermittlung des Betriebszustands des Motors 2 werden in die ECU 4 eingegeben, nämlich Signale von einem Fahrpedalpositionssensor 44, der ermittelt, wie weit das Fahrpedal 42 niedergedrückt ist (Fahrpedalbetätigungsgrad ACCP), von einem Motordrehzahlsensor 46 zur Ermittlung der Motordrehzahl NE auf der Basis der Drehung der Kurbelwelle 6a und von einem Kurbelwinkelsensor 48 zur Erkennung eines Bezugskurbelwinkels auf der Basis einer Drehung der Nockenwelle. Außerdem werden Signale von einem Verschiebungssensor 50 zur Ermittlung eines Ventilbetätigungswinkels des Einlaßventils 2a und einem Kühlmitteltemperatursensor 52 zur Ermittlung der Temperatur THW eines Motorkühlmittels in die ECU 4 eingegeben. Zusätzlich zu diesen Sensoren, können weitere Sensoren zur Ermittlung verschiedener Arten von Daten vorgesehen sein.
Bei der beschriebenen Ausführungsform verändert sich auch der Betrag des Ventilhubs entsprechend der Veränderung des Ventilbetätigungswinkels. Deshalb dient der Verschiebungssensor 50 auch als Sensor zur Ermittlung des Betrags des Ventilhubs. Nachfolgend wird die Beschreibung der Einstellung und des Verhaltens des Ventilbetätigungswinkels auch benutzt, um die Einstellung und das Verhalten des Betrags des Ventilhubs zu beschreiben.
Die ECU 4 steuert den Brennstoffeinspritzzeitpunkt, den Drosselventilöffnungsquerschnitt TA, den Zündzeitpunkt und dergleichen des Motors 2, wie geeignet, auf der Basis der durch die vorstehend genannten Sensoren ermittelten Werte, durch Ausgabe von Steuersignalen an das Brennstoffeinspritzventil 16, den Drosselventilstellmotor 24 und die Zündkerze 14. Zusätzlich steuert die ECU 4 den Ventilbetätigungswinkel und den Betätigungszeitpunkt des Einlaßventils 2a auf der Basis des Fahrpedalbetätigungsgrades ACCP und der Motordrehzahl NE, durch Ausgabe eines Steuersignals an den veränderbaren Ventilmechanismus 54 zur Einstellung des Ventilbetätigungswinkels und des Betätigungszeitpunkts des Einlaßventils 2a. Die Einlaßluftmenge wird hauptsächlich durch Einstellung des Ventilbetätigungswinkels eingestellt.
Der veränderbare Ventilmechanismus 54 schließt einen Einstellmechanismus 56 für den Ventilbetätigungswinkel und einen Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt ein. Der Einstellmechanismus 56 für den Ventilbetätigungswinkel 56 schließt einen in den 2 bis 5 dargestellten Zwischenantriebsmechanismus 60 ein und einen in 9 gezeigten Wellenverschiebungsmechanismus 100.
Wie in 2 gezeigt, ist der Zwischenantriebsmechanismus 60 zwischen einem dem Einlaßventil 2a zugeordneten, mit einer Anlaufrolle versehenen Kipphebel 62 und einem der Einlaßnockenwelle 64 zugeordneten Einlaßnocken 64a angeordnet. Der Zwischenantriebsmechanismus 60 betätigt das Einlaßventil 2a, indem er eine Betätigungskraft vom Einlaßnocken 64a auf den mit einer Anlaufrolle versehenen Kipphebel 62 überträgt.
Wie in der perspektivischen Ansicht der 3 und der in horizontaler Richtung aufgeschnittenen perspektivischen Ansicht in 4 gezeigt ist, umfaßt der für jeden Zylinder vorgesehene Zwischenantriebsmechanismus 60 einen in der Mitte des Zwischenantriebsmechanismus 60 vorgesehenen Eingangsabschnitt 66, einen ersten pendelnden Nocken 68 auf der Seite des einen Endes des Eingangsabschnitts 66 und einen zweiten pendelnden Nocken 70 auf der Seite des vom ersten pendelnden Nocken aus gesehen gegenüberliegenden Endes, und ein innerhalb des Zwischenantriebsmechanismus 60 vorgesehenes Schieberad 72.
Innerhalb eines Gehäuses 66a des Eingangsabschnitts 66 ist ein sich in axialer Richtung erstreckender Raum ausgebildet. Auf einer inneren Umfangsfläche ist in axialer Richtung eine schraubenförmige Keilverzahnung 66b mit der Steigung eines Rechtsgewindes ausgebildet. Zwei zueinander parallele Arme 66c und 66d ragen aus einer Außenfläche des Gehäuses 66a hervor. Eine Rolle 66f mit einer zur Achse des Gehäuses 66a parallelen Achswelle 66e ist drehbar an den Enden der Arme 66c und 66d angebracht. Wie in 2 gezeigt, wird auf die Arme 66c und 66d oder das Gehäuse 66a die Druckkraft einer Feder 66g derart ausgeübt, daß die Rolle 66f zu jeder Zeit den Einlaßnocken 64a berührt.
Innerhalb eines Gehäuses 68a des ersten pendelnden Nockens 68 ist in axialer Richtung ein Raum ausgebildet. An einer inneren Umfangsfläche ist in axialer Richtung eine schraubenförmige Keilverzahnung 68b mit der Steigung eines Linksgewindes ausgebildet. Ein Ende des Gehäuses 68a wird von einem ringförmigen Lagerabschnitt 68c abgeschlossen, der ein zentrales Loch mit kleinem Durchmesser aufweist. Außerdem steht aus einer Außenfläche des Gehäuses 68a eine im wesentlichen dreieckige Nase 68d hervor. Eine Seite der Nase 68d bildet eine konkav gekrümmte Nockenfläche 68e.
Innerhalb eines Gehäuses 70a des zweiten pendelnden Nockens 70 ist in axialer Richtung ein Raum ausgebildet. An einer inneren Umfangsfläche ist in axialer Richtung eine schraubenförmige Keilverzahnung 70b mit der Steigung eines Linksgewindes ausgebildet. Ein Ende des Gehäuses 70a wird von einem ringförmigen Lagerabschnitt 70c abgeschlossen, der ein zentrales Loch mit kleinem Durchmesser aufweist. Außerdem steht aus einer Außenfläche des Gehäuses 70a eine im wesentlichen dreieckige Nase 70d hervor. Eine Seite der Nase 70d bildet eine konkav gekrümmte Nockenfläche 70e.
Der erste pendelnde Nocken 68 und der zweite pendelnde Nocken 70 sind so angebracht, daß sie den Eingangsabschnitt 66 in Richtung der gleichen Achse berühren. Es berührt nämlich die eine Endfläche des ersten pendelnden Nockens 68 die eine Endfläche des Eingangsabschnitts 66 und eine Endfläche des zweiten pendelnden Nockens 70 die andere Endfläche des Eingangsabschnitts 66 auf der gleichen Achse. Die Lagerabschnitte 68c und 70c werden als die äußeren Endflächen des ersten pendelnden Nockens 68 bzw. der zweiten pendelnden Nockens 70 benutzt. Der erste pendelnde Nocken 68, der zweite pendelnde Nocken 70 und der Eingangsabschnitt 66 bilden im wesentlichen einen Zylinder mit einem Innenraum, wie dies in 3 gezeigt ist.
In dem durch den Eingangsabschnitt 66 und die beiden pendelnden Nocken 68 und 70 begrenzten Innenraum ist das Schieberad 72 angeordnet. Das Schieberad weist eine im wesentlichen zylindrische Gestalt auf. Im Mittelabschnitt der Außenfläche des Schieberads 72 ist eine schraubenförmige Eingangskeilverzahnung 72a mit der Steigung eines Rechtsgewindes ausgebildet. Auf der Seite eines Endes der Eingangskeilverzahnung 72a ist eine erste schraubenförmige Ausgangskeilverzahnung 72c mit der Steigung eines Linksgewindes ausgebildet und zwischen der Eingangskeilverzahnung 72a und der ersten Ausgangskeilverzahnung 72c befindet sich ein Abschnitt 72b mit geringem Durchmesser. Auf der Seite des anderen Endes der Eingangskeilverzahnung 72a, die entgegengesetzt zu der Seite angeordnet ist, auf der sich die erste Ausgangskeilverzahnung 72c befindet, ist eine zweite schraubenförmige Ausgangskeilverzahnung 72e mit der Steigung eines Linksgewindes ausgebildet und zwischen der Eingangskeilverzahnung 72a und der zweiten Ausgangskeilverzahnung 72e befindet sich ein Abschnitt 72d mit geringem Durchmesser. Zu beachten ist, daß der Außendurchmesser einer jeden der Ausgangskeilverzahnungen 72c und 72e kleiner ist als der Außendurchmesser der Eingangskeilverzahnung 72a.
Innerhalb des Schieberads 72 ist eine Durchgangsbohrung 72f in Richtung der Mittelachse ausgebildet. Wie in dem in 5 gezeigten Längsschnitt zu sehen ist, ist in der inneren Umfangsfläche der Durchgangsbohrung 72f eine Umfangsnut 72g ausgebildet, die im Bereich der schraubenförmigen Eingangskeilverzahnung 72a in Umfangsrichtung verläuft. In der Umfangsnut 72g ist in einem Abschnitt in radialer Richtung eine eine Verbindung nach außen herstellende Bohrung 72h zum Einsetzen eines Stiftes ausgebildet.
Innerhalb der Durchgangsbohrung 72f des Schieberads 72 ist ein Tragrohr 80 derart angeordnet, daß es in Umfangsrichtung verschiebbar ist. Für den Zwischenantriebsmechanismus 60 aller Zylinder ist ein einziges Tragrohr 80 vorgesehen. Ein in axialer Richtung verlaufender Längsschlitz 80a ist im Tragrohr 80 jeweils in einer Position ausgebildet, die jedem Zwischenantriebsmechanismus 60 zugeordnet ist.
Zusätzlich ist im Tragrohr 80 eine Steuerwelle 82 (nachfolgend im Sinn einer Steuerachse zu verstehen) derart verschiebbar angeordnet, daß sie das Tragrohr 80 in axialer Richtung durchdringt. Eine Haltebohrung 82b ist in einer zur Achsrichtung rechtwinkligen Richtung in einer Position angeordnet, die jedem Längsschlitz 80a des Tragrohrs 80 zugeordnet ist. Ein Basisende eines Steuerstifts 82a ist in die Haltebohrung 82b eingesetzt und der Steuerstift 82a ist so gestützt, daß er rechtwinklig zur Achsrichtung hervorsteht.
In dem Zustand, in dem sich die Steuerwelle 82 innerhalb des Tragrohrs 80 befindet, durchdringt jeder Steuerstift 82a den im Tragrohr 80 in axialer Richtung ausgebildeten Längsschlitz 80a und greift in die in der inneren Umfangsfläche des Schieberads 72 ausgebildete Umfangsnut 72g ein.
Aufgrund dieser Konstruktion kann jedes Schieberad 72 gemäß einer Bewegung der Steuerwelle 82 in axialer Richtung bewegt werden. Die Position des Schieberads 72 in jedem Zwischenantriebsmechanismus 60 kann durch Steuerung der Position der Steuerwelle 82 bestimmt werden. Es kann sich jedoch jedes Schieberad 72 unabhängig von der Position des Steuerstifts 82a in Umfangsrichtung bewegen, weil jedes Schieberad 72 durch den Steuerstift 82a im Bereich der Umfangsnut 72g gehalten wird.
Im Schieberad 72 steht die schraubenförmige Eingangskeilverzahnung 72a mit der schraubenförmigen Keilverzahnung 66b im Eingangsabschnitt 66 in Eingriff. Die erste schraubenförmige Ausgangskeilverzahnung 72c steht mit der schraubenförmigen Keilverzahnung 68b im ersten pendelnden Nockens 68 in Eingriff. Die zweite schraubenförmige Ausgangskeilverzahnung 72c steht mit der schraubenförmigen Keilverzahnung im zweiten pendelnden Nocken 70 in Eingriff.
Jeder Zwischenantriebsmechanismus 60 ist derart am Lagerabschnitt 68c des pendelnden Nockens 68 und am Lagerabschnitt 70c des pendelnden Nockens 70 am Zylinderkopf 10 festgelegt, daß eine Bewegung in axialer Richtung verhindert ist. Deshalb werden sich der der Eingangsabschnitt 66 und die pendelnden Nocken 68 und 70 nicht in axialer Richtung bewegen, auch wenn die Steuerwelle 82 das Schieberad 72 in axialer Richtung bewegt.
Demgemäß kann durch Nutzung der Funktionen der schraubenförmigen Keilverzahnungen 72a, 66b, 72c, 68b, 72e und 70b durch Einstellung der Bewegungslänge des Schieberads 72 in axialer Richtung im Innenraum des Zwischenantriebsmechanismus 60 eine Phasenunterschied zwischen dem Eingangsabschnitt 66 und den pendelnden Nocken 68 und 70 verändert werden.
Die 6A und 6B zeigen den Betriebszustand des Zwischenantriebsmechanismus 60, wenn die Steuerwelle 82 in vollem Ausmaß in Richtung des Pfeils L (gezeigt in den 3 und 4) bewegt worden ist. Die 6A zeigt den Zustand, wenn sich die Nockenwelle 64 in der dem geschlossenen Ventil zugeordneten Stellung befindet und 6B den Zustand, wenn sich die Nockenwelle 64 in der dem geöffneten Ventil zugeordneten Stellung befindet. In diesem Betriebszustand ist der relative Abstand zwischen der Rolle 66f des Eingangsabschnitts 66 und den Nasen 68d und 70d der pendelnden Nocken 68 und 60 am kürzesten. Demgemäß nimmt, wie in 6B gezeigt, das Maß, um das der Kipphebel 62a durch die Nockenflächen 68e und 70e der Nasen 68d und 70d niedergedrückt wird, den geringsten Wert, in diesem Falle den Wert „0”, an, selbst wenn der Einlaßnocken 64a die Rolle 66f des Eingangsabschnitts 66 in vollem Ausmaß niederdrückt. Demgemäß ist der Ventilbetätigungswinkel (der Bereich des Kurbelwinkels von der Öffnung bis zum Schließen des Ventils) des Einlaßventils 2a „0”. Deshalb wird das Einlaßventil 2a geschlossen gehalten und die von der Einlaßöffnung 18 in die Brennkammer gelangende Luftmenge ist „0”.
Die 7A und 7B zeigen den Betriebszustand des Zwischenantriebsmechanismus 60, wenn die Steuerwelle 82 in vollem Ausmaß in Richtung des Pfeils H (gezeigt in den 3 und 4) bewegt worden ist. Die 7A zeigt den Zustand, wenn sich die Nockenwelle 64 in der dem geschlossenen Ventil zugeordneten Stellung befindet und 7B den Zustand, wenn sich die Nockenwelle 64 in der dem geöffneten Ventil zugeordneten Stellung befindet. In diesem Betriebszustand ist der relative Abstand zwischen der Rolle 66f des Eingangsabschnitts 66 und den Nasen 68d und 70d der pendelnden Nocken 68 und 60 am größten. Demgemäß nimmt, wie in 7B gezeigt, das Maß, um das der Kipphebel 62a durch die Nockenflächen 68e und 70e der Nasen 68d und 70d niedergedrückt wird, den maximalen Wert an, wenn der Einlaßnocken 64a die Rolle 66f des Eingangsabschnitts 66 in vollem Ausmaß niederdrückt, und der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a nimmt den Maximalwert an. Demgemäß öffnet sich während des Ansaughubs, anders als in dem in den 6A und 6B gezeigten Fall, das Einlaßventil 2a in vollem Ausmaß und die von der Einlaßöffnung 18 in die Brennkammer gelangende Luftmenge entspricht dem Maximalwert.
Durch Einstellung der Position der Steuerwelle 82 in axialer Richtung kann der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a kontinuierlich zwischen dem in den 6A und 6B gezeigten Zustand und dem in den 7A und 7B gezeigten Zustand eingestellt werden. Der sich kontinuierlich verändernde Einstellungszustand des Ventilbetätigungswinkels ist im Diagramm in 8 dargestellt. Der in 8 bei MIN gezeigte Zustand entspricht dem Zustand gemäß den 6A und 6B. In diesem Zustand ist das Einlaßventil 2a während des gesamten Ansaughubs nicht geöffnet. Der in 8 bei MAX gezeigte Zustand entspricht dem Zustand gemäß den 7A und 7B. Bei diesem Zustand erreicht der Ventilbetätigungswinkel während des Ansaughubs seinen Maximalwert. Somit kann die Menge der Ansaugluft ohne Benützung des Drosselventils 26 eingestellt werden. Es ist zu beachten, daß die 8 den Fall zeigt, in welchem der Ventilbetätigungszeitpunkt ebenfalls verändert wird durch den Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt.
Die 9 zeigt den Wellenverschiebemechanismus 100 für die Bewegung der Steuerwelle 82 in axialer Richtung. Der Wellenverschiebemechanismus 100 schließt einen Stellmotor 102 ein (der als Betätigungselement betrachtet werden kann), einen Spiralnocken 104 (der als Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle betrachtete werden kann) und den Verschiebungssensor 50 (der als Sensor zur Ermittlung eines für das Ventil charakteristischen Werts durch die Steuerwelle betrachtet werden kann).
Der Stellmotor 102 ist am Zylinderkopf 10 befestigt und die elektrische Energieversorgung durch eine einer Versorgungsquelle für die Antriebskraft entsprechenden Batterie 500 wird entsprechend einem von der ECU 4 ausgegebenen Betätigungssignal gesteuert. Somit kann der Stellmotor 102 eine Nockenwelle 104a in Drehung versetzen und die Drehposition des Spiralnockens 104 verändern. Der Stellmotor 102 kann den Spiralnocken 104 direkt in Drehung versetzen oder über ein Getriebe, um die Drehgeschwindigkeit zu reduzieren. Die Drehung des Spiralnockens ist auf einen Bereich Kθ begrenzt, der kleiner ist als 360°. Falls der Spiralnocken 104 eine Drehung versucht, bei der der Drehbereich den Bereich Kθ überschreitet, wird die Drehung des Spiralnockens mechanisch durch einen Anschlag verhindert.
Wie in den 12A bis 12D gezeigt, ist ein Ermittlungsstab 50a des Verschiebungssensors 50 an einem Nockenrahmen 110 am Ende der Steuerwelle 82 befestigt. Die ECU 4 ermittelt den Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a durch Messen eines Bewegungsbetrags des Nockenrahmens 110, der sich entsprechend der Bewegung der Steuerwelle 82 bewegt, wozu eine Ermittlungsspule 50b des Verschiebungssensors 50 benutzt wird, die auf der Seite des Zylinderkopfs 10 befestigt ist.
Aufgrund der in 10 gezeigten Wirkungsweise des vorstehend erwähnten Spiralnockens 104 wird die Beziehung zwischen dem Drehwinkel θv der Nockenwelle 104a und einem Ventilbetätigungswinkel VL ersichtlich. Die 12A bis 12D zeigen die Beziehung zwischen dem Spiralnocken 104 und der Steuerwelle 82 und deren Aktionen, die die in 10 gezeigte Beziehung umsetzen.
Der Spiralnocken 104 ist im Innenraum des Nockenrahmens 110 aufgenommen, der an einem Ende der Steuerwelle 82 vorgesehen ist. Der Nockenrahmen 110 steht mit einer der Seite, an der die Steuerwelle 82 befestigt ist, gegenüberliegenden Innenfläche 110a in Kontakt mit einer Nockenfläche 108 des Spiralnockens 104. Die Innenfläche 110a ist eine flache Oberfläche, die in einer Richtung ausgerichtet ist, die rechtwinklig zur Achsrichtung der Steuerwelle 82 verläuft. Die Innenfläche 110a muß jedoch keine flache Oberfläche sein und kann so ausgebildet sein, daß sie in Richtung auf die Oberfläche 108 des Spiralnockens vorspringt. Auf den Nockenrahmen 110 oder die Steuerwelle 82 wird eine Federkraft in der in den Figuren angegebenen Richtung derart ausgeübt, daß die Innenfläche 110a stets an der Oberfläche 108 des Spiralnockens anliegt. Wenn ein gewisses Maß an Axialkraft vom Einlaßventil 2a über den Zwischenantriebsmechanismus 60 auf die Steuerwelle 82 übertragen wird, ist die Beaufschlagung mit der Federkraft nicht erforderlich.
Die Position des Nockenrahmens 110 wird wie unten beschrieben eingestellt. Wenn der Stellmotor 102 (siehe 9) betätigt wird, bis der Spiralnocken 104 die Grenzposition auf der dem minimalen Ventilbetätigungswinkel zugeordneten Seite erreicht, berührt, wie in 12A gezeigt, der Spiralnocken 104 die Innenfläche 110a des Nockenrahmens 110 an einer Stelle der Oberfläche 108 des Spiralnockens, die der Nockenwelle 104a am nächsten liegt, d. h. an der Stelle der geringsten Erhebung der Nockenfläche. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Nockenrahmen 110 in vollem Ausmaß in die Richtung L bewegt und gemäß der Bewegung des Nockenrahmens 110 hat sich auch die Steuerwelle in vollem Ausmaß durch die Federkraft oder die Axialkraft in der Richtung L bewegt. Somit ist, wie in den 6A und 6B der Zustand realisiert, in dem der Ventilbetätigungswinkel seinen Minimalwert einnimmt.
Wenn, wie in 12B gezeigt, der Stellmotor 102 betätigt wird und der Spiralnocken 104 in die durch einen Pfeil angezeigte Richtung gedreht wird, steigt die Höhe der Oberfläche 108 des Spiralnockens allmählich an. Somit wird die Innenfläche 110a des Nockenrahmens in der Figur nach rechts gedrückt und der ganze Nockenrahmen 110 bewegt sich in der Richtung H, Entsprechend dieser Bewegung bewegt sich auch die Steuerwelle 82 in der Richtung H gegen die Federkraft oder die Axialkraft. Demgemäß nimmt der Ventilbetätigungswinkel zu.
Wenn der Spiralnocken weiter, wie in 12C gezeigt, in der durch einen Pfeil gezeigten Richtung gedreht wird, berührt die höchste Stelle der Oberfläche 108 des Spiralnockens die Innenfläche 110a des Nockenrahmens 110. Zu diesem Zeitpunkt hat sich der Nockenrahmen 110 in vollem Ausmaß in die Richtung H bewegt und entsprechend der Bewegung des Nockenrahmens 110 hat sich auch die Steuerwelle in vollem Ausmaß gegen die Federkraft oder die Axialkraft in die Richtung H bewegt. Somit ist, wie in den 7A und 7B gezeigt, der Zustand realisiert, in dem der Ventilbetätigungswinkel seinen Maximalwert aufweist.
Wie in den 9 und 10 gezeigt, befindet sich in der Oberfläche 108 des Spiralnockens ein Abschnitt 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel, in dem sich die Höhe der Nockenfläche nicht verändert, selbst wenn sich der Drehwinkel θv des Spiralnockens 104 auf der Seite des maximalen Ventilbetätigungswinkels im Bereich eines Maßes dθx verändert. Der Abschnitt der Nockenoberfläche des Bereichs 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel bildet eine bogenförmige Oberfläche, die ein Rotationszentrum P der Nockenwelle 104a als Achse benutzt. Deshalb bewegt sich die Steuerwelle 82 im Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel ungeachtet einer Drehung des Spiralnockens 104 nicht, und der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a wird auf dem maximalen Wert gehalten.
Von dem in 12C gezeigten Zustand zu dem in 12D gezeigten Zustand kann der Spiralnocken 104 gedreht werden. In dem in 12D gezeigten Zustand wird eine weitere Drehung des Spiralnockens 104 durch den Anschlag innerhalb des Wellenverschiebemechanismus verhindert. In dem in 12C gezeigten Zustand ist der Abschnitt der Nockenoberfläche, den die Innenfläche 110a des Nockenrahmens 110 berührt, der Anfangsabschnitt des Bereichs 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel. Dann, im in 12D gezeigten Zustand, berührt die Innenfläche 110a des Nockenrahmens 110 immer noch den Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel. Deshalb wird bei der in den 12C und 12D gezeigten Drehbewegung der Ventilbetätigungswinkel auf dem Maximalwert gehalten.
Die Oberfläche 108 des Spiralnockens 104 wird von der Innenfläche 110a des Nockenrahmens 110 mit der Federkraft oder der Axialkraft beaufschlagt. Wenn die Federkraft oder Axialkraft von einem anderen Bereich der Oberfläche 108 des Spiralnockens aufgenommen wird, wird eine Drehkraft erhalten, die in eine entgegengesetzt zu der durch einen Pfeil in der Figur gezeigte Richtung gerichtet ist. Deshalb ist es zur Aufrechterhaltung des Zustands des Spiralnockens 104 erforderlich, daß der Stellmotor 102 kontinuierlich ein Drehmoment abgibt, das dieser Drehkraft entgegengesetzt wirksam ist. Wie in 11 gezeigt, erhöht sich das Ausgangsdrehmoment zur Aufrechterhaltung des Zustands des Spiralnockens 104, wenn der Drehwinkel θv und der Ventilbetätigungswinkel zunehmen. Wenn jedoch die Kraft von dem Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel aufgenommen wird, wird keine Drehkraft erzeugt. Deshalb ist in dem Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel die Ausgangsleistung des Stellmotors 102 zur Aufrechterhaltung des Zustands des Spiralnockens 104 „0”.
Die ECU 4 führt ein Verfahren zur Realisierung eines Anfangszustands des Spiralnockens 104 durch, bei welchem der Stellmotor 102 beim Abstellen des Verbrennungsmotors 2 so gesteuert wird, daß der Bereich, in dem die Oberfläche 108 des Spiralnockens die Innenfläche 110a des Nockenrahmens 110 berührt, der Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel ist. Beispielsweise wird dann, wenn die Brennstoffeinspritzung durch des Einspritzventil 16 beendet wird, weil eine Anweisung zur Beendigung des Betriebs des Verbrennungsmotors ergangen ist und daraufhin der Verbrennungsmotor stillgesetzt wird, der in 12C gezeigte Zustand durch den Verschiebungssensor 50 wahrgenommen. Weiterhin wird der in 12D gezeigte Zustand durch langsamen Betrieb des Stellmotors 102 verwirklicht und der Stellmotor 102 wird abgeschaltet. Ob der in 12D gezeigte Zustand verwirklicht wird, wird durch eine Zunahme des elektrischen Stroms bestimmt, wenn die Drehung durch den Anschlag angehalten wird. Wenn die Veränderung zu dem in 12 gezeigten Zustand derart vollendet ist, wird ein Anfangsflag, das den Anfangszustand anzeigt, auf EIN gesetzt und in einem permanenten (nicht flüchtigen) Speicher angespeichert.
Es ist deshalb normalerweise der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a beim Starten des Verbrennungsmotors der Maximalwert. Es wird der Verbrennungsmotor deshalb im Anfangszustand gestartet (in dem der Ventilbetätigungswinkel auf den Maximalwert eingestellt ist).
Der in 1 gezeigte Einstellmechanismus 58 zur Einstellung der Ventilbetätigungszeitpunkte schließt ein Ölsteuerventil (nachfolgend einfach als ein „OCV” (oil control valve) bezeichnet) ein, sowie einen hydraulischen Drehmechanismus. Die ECU 4 führt eine Betriebssteuerung durch, durch die die Verteilung des Hydraulikdrucks auf die Hydraulikkammern des hydraulischen Drehmechanismus gesteuert wird, und die Drehphasen der Einlaßnockenwelle 64 und der Kurbelwelle 6a voneinander abweichend gesteuert werden, wodurch die Ventilbetätigungszeiten verändert werden. Wie in 8 gezeigt, steuert der Einstellmechanismus 58 für die Einstellung der Ventilbetätigungszeitpunkte den Ventilbetätigungswinkel und die Ventilbetätigungszeitpunkte durch Zusammenwirken mit dem Einstellmechanismus 56 für den Ventilbetätigungswinkel 56.
Als nächstes wird das Verfahren zur Steuerung des Ventilbetätigungswinkels auf der Basis des vom Verschiebungssensor 50 ermittelten Wertes beschrieben, das von der ECU 4 ausgeführt wird.
Die 13 zeigt ein Flußdiagramm des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel. Das Verfahren wird in vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt.
Wenn das Verfahren gestartet wird, wird zunächst im Schritt S102 festgestellt, ob sich der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangsstadium zugeordneten Wert befindet. In diesem Fall, wird, wie oben erwähnt, festgestellt, ob das Anfangsflag, das die Speicherung des Anfangszustandes im nicht flüchtigen Speicher auf EIN gesetzt ist. In diesem Fall, in dem der Verbrennungsmotor gestartet wird, wenn das Anfangsflag auf EIN gesetzt ist („JA” beim Schritt S102), wird beim Schritt S104 entschieden, ob am Verschiebungssensor 50 eine Abnormalität aufgetreten ist. Der Verschiebungssensor 50 führt eine Messung unter Benutzung zweier Spulen durch, die in ihm zur Abnormalitäts-Selbstdiagnose (self abnormality diagnosis) vorgesehen sind. Wenn der Unterschied zwischen den von diesen beiden Spulen ausgegebenen Werten groß wird, kann die ECU 45 ein Diagnoseverfahren aufgrund der Annahme durchführen, daß eine Abnormalität vorliegt. Bei der Ausführungsform wird zuverlässig festgestellt, ob eine Abnormalität im Verschiebungssensor 50 vorliegt, wenn der Ventilbetätigungswinkel sich auf dem Wert im Anfangsstadium befindet.
Als nächstes wird beim Schritt S106 entschieden, ob beim Abnormalitätsdiagnoseverfahren im Schritt S104 eine Abnormalität festgestellt wurde. Wenn festgestellt wird, daß keine Abnormalität vorliegt („NEIN” beim Schritt S106) wird während der normalen Betriebszeit beim Schritt S110 ein variables Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel durchgeführt. Es wird nämlich ein Lastfaktor (ein Verhältnis zwischen der Last und der maximalen Last des Verbrennungsmotors) auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 2 berechnet, in diesem Fall entsprechend einer vorab erstellten Aufzeichnung aufgrund eines Experiments auf der Basis des Fahrpedalbetätigungsgrades ACCP und der Motordrehzahl NE. Es wird dann ein Ziel-Ventilbetätigungswinkel auf der Basis des Lastfaktors eingestellt. Dann wird auf der Basis des durch den Verschiebungssensor 50 festgestellten Wertes ein Verfahren zur Steuerung des Stellmotors 102 derart durchgeführt, daß der Ventilbetätigungswinkel der Ziel-Ventilbetätigungswinkel wird.
Im Falle eines Kaltstarts wird bei dem Verfahren zur Steuerung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S110 einem Verfahren die Priorität eingeräumt, das bis zur Vollendung des Warmlaufs den Ventilbetätigungswinkel auf dem Anfangszustand hält.
Deshalb wird bis zur Vollendung des Warmlaufs eine zustimmende Entscheidung beim Schritt S102 getroffen, selbst wenn am Verschiebungssensor keine Abnormalität festgestellt wird, und die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebungssensor 60 (Schritt S104) wird fortgesetzt.
Wenn beispielsweise am Verschiebungssensor 50 eine Abnormalität aufgetreten ist, während der Verbrennungsmotor 2 gestoppt ist („JA” beim Schritt S106) wird als nächstes beim Schritt S108 für den abnormalen Zustand ein Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt. Das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels wird zur Aufrechterhaltung desjenigen Zustands durchgeführt, bei dem der Ventilbetätigungswinkel ein Wert im Anfangszustand ist. Es ist nämlich das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels eine Verfahren, um den Ventilbetätigungswinkel so aufrechtzuerhalten, daß der Ventilbetätigungswinkel sich nicht gegenüber dem Wert im Anfangszustand verändert, ohne daß das im Schritt S110 für die normale Betriebszeit vorgesehene variable Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel durchgeführt wird. Im Anfangszustand berührt der Nockenrahmen 110 den Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel. Deshalb wird im Spiralnocken 104 kein Drehmoment erzeugt. Demgemäß kann das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels nur durch Unterbrechen der elektrischen Stromversorgung des Stellmotors 102 durchgeführt werden, so daß keine Antriebskraft erzeugt wird. Jedoch besteht die Möglichkeit, daß die Position, in der der Nockenrahmen 110 die Nockenoberfläche 108 berührt, aufgrund von durch den Verbrennungsmotor während des Notlaufbetriebs verursachten Vibrationen von dem Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel abgewichen ist. Demgemäß wird bei der Ausführungsform im Hinblick auf diese Vibration das zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels benutzte Drehmoment durch den Stellmotor 102 auf den Spiralnocken 104 übertragen, in dem Zustand, in dem die Leistungsabgabe im Vergleich zum normalen Antriebszustand reduziert ist. Durch Fortsetzung der Betätigungssteuerung für den Stellmotor 102, selbst wenn der Spiralnocken 104 versucht, sich zu drehen, wird die Drehung durch den im Wellenverschiebemechanismus 100 vorgesehenen Anschlag verhindert und der Zustand in 12D wird aufrechterhalten.
Wenn ermittelt wurde, daß ein Fehler am Verschiebungssensor 50 des veränderlichen Ventilmechanismus 54 aufgetreten ist, wird der Fahrer über den Fehler durch eine Alarmleuchte in Kenntnis gesetzt, die auf einem Armaturenbrett angebracht ist. Der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils befindet sich jedoch auf dem Wert des Anfangszustands. Demgemäß kann der Verbrennungsmotor 2 gestartet werden und der Notlaufbetrieb durch Steuerung des Drosselventils 26 und der durch das Einspritzventil 16 eingespritzten Kraftstoffmenge ausgeführt werden, so daß der Fahrer das Fahrzeug zu einer Servicegarage bzw. Werkstatt überführen kann.
Weil das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S108 fortgesetzt wird, erfolgt beim Schritt S102 eine bestätigende Feststellung, selbst wenn der Motor gestartet ist, und die Abnormalitätsprüfung für den Verschiebungssensor 50 beim Schritt S104 wird wiederholt durchgeführt. Wenn wiederholt festgestellt wird, daß eine Abnormalität vorliegt („JA” beim Schritt S106), wird das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S108 fortgesetzt.
Wenn der Verschiebungssensor 50 zum normalen Zustand zurückkehrt, wird beim Schritt S106 eine negative Entscheidung getroffen („NEIN” beim Schritt S106) und das variable Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit wird beim Schritt S110 fortgesetzt. Deshalb wird, wenn der Ventilbetätigungswinkel von dem Wert beim Anfangszustand abweicht, beim Schritt S102 eine negative Entscheidung getroffen wird („NEIN” beim Schritt S102), anschließend das variable Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normaler Betriebszeit beim Schritt S110 fortgesetzt.
Es kann auch, wenn während des Betriebs des Motors ein Fehler am Einstellmechanismus 58 für die Ventilbetätigungszeit aufgetreten ist, die ECU den Ventilbetätigungswinkel auf den Anfangswert einstellen, um die Situation zu vermeiden, in der der Ventilüberdeckungszustand abnormal wird und der Motor nicht stabil betrieben werden kann. Auch zu dieser Zeit ist das Anfangsflag auf EIN gesetzt.
Selbst in diesem Fall wird durch eine zustimmende Entscheidung beim Schritt S102 die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebungssensor 50 ausgeführt. Deshalb wird das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S108 fortgesetzt und der Ventilbetätigungswinkel wird auf dem Wert des Anfangszustands gehalten, solang die Abnormalität beim Verschiebungssensor andauert.
Zeitdiagramme in den 14A bis 14C zeigen Beispiele der Steuerung entsprechend der Ausführungsform. Bei dem in 14A gezeigten Beispiel wird der Spiralnocken 104 durch den Stellmotor 102 gedreht, nachdem der Verbrennungsmotor beim Zeitpunkt t0 gestoppt wurde, und der Ventilbetätigungswinkel wird auf den bei t1 gezeigten, dem Anfangszustand zugeordneten Wert gesetzt. Danach wird, wenn zum Zeitpunkt t2 zum Starten des Verbrennungsmotors die Zündung auf EIN geschaltet wird, die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebungssensor 50 vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 durchgeführt, während der Ventilbetätigungswinkel auf dem Wert des Anfangszustands gehalten wird. Vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 wird der Verbrennungsmotor durch den Anlasser gestartet. Wenn zum Zeitpunkt t3 festgestellt wird, daß keine Abnormalität besteht, schreitet das Verfahren zum variablen Steuerungsverfahren für die Veränderung des Ventilbetätigungswinkels für die normale Betriebszeit vom Zeitpunkt t3 zum Zeitpunkt t4 fort, und das variable Steuerungsverfahren für die Veränderung des Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit wird vom Zeitpunkt t4 an ausgeführt.
Die 14B zeigt ein Beispiel für den Kaltstart. Der Zustand vom Zeitpunkt t10 bis zum Zeitpunkt t13 ist der gleiche wie zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t3 in 14A, und es wird festgestellt, daß keine Abnormalität am Verschiebungssensor 50 vorhanden ist. Während des Warmlaufs von der Zeit t13 zur Zeit t14 wird jedoch der Ventilbetätigungswinkel auf dem Wert des Anfangszustands gehalten. Wenn zum Zeitpunkt t14 der Warmlauf beendet ist, geht das Verfahren zwischen dem Zeitpunkt t14 und dem Zeitpunkt t15 zum variablen Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit über, und das variable Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit wird vom Zeitpunkt t15 ab durchgeführt.
Die 14c zeigt ein Beispiel des Falls, bei welchem festgestellt wird, daß am Verschiebungssensor 50 eine Abnormalität besteht. Der Zustand zwischen dem Zeitpunkt t20 und dem Zeitpunkt t23 ist der gleiche wie der Zustand zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t3 bei dem in 14A gezeigten Beispiel, und als Ergebnis der Abnormalitätsdiagnose, die zwischen dem Zeitpunkt t22 und dem Zeitpunkt t23 ausgeführt wird, wird festgestellt, daß eine Abnormalität am Verschiebungssensor 50 vorliegt. Deshalb wird nach dem Zeitpunkt t23 der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert gehalten. Es ist somit möglich, den Verbrennungsmotor zu Starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen.
Bei der vorstehend genannten Konstruktion können die Schritte S102 und S104 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel in 13 als das Verfahren angesehen werden, das durch die Fehlerdiagnosemittel durchgeführt wird. Die Schritte S106 und S108 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel können als das Verfahren angesehen werden, das durch die Ventilzustandsaufrechterhaltungsmittel durchgeführt wird. Auch kann das Verfahren zur Realisierung des Anfangszustands, das durch die ECU 4 durchgeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird, um den Anfangszustand des Ventilbetätigungswinkels herzustellen, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, als das Verfahren angesehen werden, das von dem Mittel zur Einstellung des Ventilbetätigungswinkels für den Startzeitpunkt durchgeführt wird.
Gemäß der soweit beschriebenen ersten Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen erzielt:

(A) Die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebungssensor 50 im Schritt S104 wird durchgeführt, wenn der Ventilbetätigungswinkel sich auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert befindet. Der Anfangszustand wird auf den Zustand eingestellt, bei dem der Ventilbetätigungswinkel seinen maximalen Wert aufweist. Der maximale Ventilbetätigungswinkel entspricht dem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich und ist der Ventilbetätigungswinkel, bei dem der Motor 2 gestartet und der Notlaufbetrieb durchgeführt werden kann.

Demgemäß kann, selbst wenn es schwierig ist, den Ventilbetätigungswinkel durch die Drehung des Spiralnockens 104 einzustellen, weil am Verschiebungssensor 50 ein Fehler aufgetreten ist, der Notlaufbetrieb nur durch die Aufrechterhaltung des vorhandenen Anfangszustands durch die Aufrechterhaltungssteuerung im Schritt S108 ausgeführt werden.
Es ist möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs für den Fall zu verbessern, daß ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus 54 aufgetreten ist.

(B) Bei der Ausführungsform wird der in der oben beschriebenen Form ausgebildete Spiralnocken 104 benutzt. Deshalb entsteht am Spiralnocken 104 kein durch einen Druck des Nockenrahmens 110 erzeugtes Drehmoment, selbst wenn der Zustand, in welchem der Nockenrahmen 110 den Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel berührt, aufrechterhalten bleibt. Demgemäß ist es möglich, während des Verfahrens zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels die elektrische Energieversorgung zum Stellmotor 102 zu unterbrechen. Wenn eine solche Steuerung durchgeführt wird, ist es möglich, den Ventilkennwert beizubehalten, bei dem der Notlaufbetrieb zuverlässig durchgeführt werden kann, ohne Antriebsenergie zu verbrauchen, nachdem die Feststellung getroffen wurde, daß ein Fehler aufgetreten ist.

Auch bei dem in Verbindung mit der Ausführungsform beschriebenen Beispiel, wird der Stellmotor 102 so betrieben, daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht wird, um den Ventilbetätigungswinkel davor zu bewahren, von der im Anfangszustand eingenommenen Position aufgrund von Vibrationen durch den Betrieb des Verbrennungsmotors abzuweichen. Auch in diesem Fall kann die vom Stellmotor 102 ausgegebene Betätigungskraft kleiner sein als beim normalen Zustand. Es ist deshalb nur eine geringe Energiemenge für die Betätigung erforderlich.
Zusätzlich wird wegen der vom Stellmotor 102 ausgegebenen geringen Betätigungskraft der Einstellmechanismus 56 für den Ventilbetätigungswinkel daran gehindert, die Steuerwelle 82 mit hoher Geschwindigkeit zu verstellen. Demgemäß werden der veränderliche Ventilmechanismus 54 und die Steuerwelle 82 daran gehindert, auf den Anschlag oder dergleichen mit hoher Geschwindigkeit aufzutreffen, selbst wenn die Steuerwelle 82 bis zum Bewegungs- ende verstellt wird. Es ist deshalb möglich, die Lebensdauer des veränderlichen Ventilmechanismus 54 zu steigern und ein auf ein vom Fahrer wahrgenommenes schlagendes Geräusch zurückzuführendes unangenehmes Gefühl zu verhindern.
Insbesondere weil der Ventilbetätigungswinkel beim Stoppen des Verbrennungsmotors durch das Verfahren zur Herstellung des Anfangszustands auf den dem Anfangszustand zugeordneten Wert eingestellt wird, weist der Ventilbetätigungswinkel zumindest beim Starten des Verbrennungsmotors diesen dem Anfangszustand zugeordneten Wert auf. Es ist deshalb möglich, sofort die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebungssensor 50 durchzuführen, wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird. Zusätzlich ist es, wenn festgestellt wird, daß ein Fehler aufgetreten ist, möglich, nur durch die Durchführung der Aufrechterhaltungssteuerung und Starten des Notlaufbetriebs sofort den Verbrennungsmotor zu starten.
Es ist somit möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs für den Fall zu erhöhen, daß ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus 54 aufgetreten ist.
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Detail beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel durchgeführt, wenn ein Fehler bei dem als Betätigungselement dienenden Stellmotor 102 aufgetreten ist. Demgemäß werden statt des in 13 gezeigten Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel das in 15 gezeigte Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel und das in 16 gezeigte Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor durchgeführt. Die weitere Konstruktion ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Die Beschreibung erfolgt deshalb unter Bezugnahme auf die 1 bis 12.
Zunächst wird das Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel beschrieben. Es wird wiederholt in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt.
Wenn das Verfahren begonnen wird, wird zunächst beim Schritt S202 festgestellt, ob der Ventilbetätigungswinkel sich auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert befindet. Es ist dies das Gleiche wie beim Schritt S102 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel nach 13. Wenn das Anfangsflag auf EIN („JA” beim Schritt S202) gesetzt ist, wird beim Schritt S204 festgestellt, ob die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 zu dieser Startzeit des Verbrennungsmotors undurchgeführt ist.
Wenn festgestellt wird, daß die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 undurchgeführt ist („JA” beim Schritt S204), wird beim Schritt S206 die Durchführung des Fehlerdiagnoseverfahrens für den Stellmotor 102 eingeschaltet. Das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor ist im Flußdiagramm in 16 dargestellt und wird wiederholt in vorgegebenen Zeitintervallen durchgeführt.
Als nächstes wird das Diagnoseverfahren für den Stellmotor unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. Zunächst wird beim Schritt S252 festgestellt, ob festgestellt wurde, daß das die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels betreffende Ergebnis der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 den normalen Zustand anzeigt. Es kann jedoch zum Startzeitpunkt der Fehlerdiagnose noch kein Ergebnis erhalten werden („NEIN” beim Schritt S252). Es wird dann die die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels betreffende Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 beim Schritt S254 durchgeführt. Bei der die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels betreffenden Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 wird zunächst durch Zufuhr elektrischer Energie zum Stellmotor 102, deren Menge kleiner ist als bei der normalen Steuerzeit, so daß der Stellmotor 102 schwach angetrieben wird, das Verfahren zur Drehung des Spiralnockens 104 in solcher Weise durchgeführt, daß der Ventilbetätigungswinkel zunimmt. Der schwache Antriebsvorgang wird durchgeführt, wenn der Stellmotor 102 normal angetrieben ist und die Position, in der der Nockenrahmen 110 die Oberfläche 108 des Spiralnockens berührt, sich in den Bereich 108a des unveränderlichen Ventilbetätigungswinkels bewegt. Der schwache Antriebsvorgang wird auch zu der Zeit ausgeführt, zu der angenommen wird, daß die Bewegung durch den im Einstellmechanismus für den Ventilbetätigungswinkel vorgesehenen Anschlag verhindert wird. Während dieses schwachen Antriebsvorgangs mißt die ECU 4 den Betrag des dem Stellmotor 102 zugeführten elektrischen Stroms.
Wenn die Bewegung durch den Anschlag verhindert wird, während der Stellmotor 102 normal angetrieben wird und der Stellmotor 102 zwangsweise angehalten wird, steigt die Menge des dem Stellmotor 102 zugeführten Stroms an. Deshalb stellt die ECU 4 fest, ob der Anstieg des elektrischen Stroms zu der Zeit stattfindet, zu der die Verhinderung der Bewegung durch den Anschlag angenommen wird. Falls der entsprechende Anstieg aufgetreten ist, wird festgestellt, daß am Stellmotor 102 kein Fehler bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels vorhanden ist. Falls der entsprechende Anstieg nicht aufgetreten ist, wird festgestellt, daß am Stellmotor 102 ein Fehler bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels aufgetreten ist.
Nachdem das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S254 gestartet ist, wird dann beim Schritt S256 festgestellt, ob die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels vollendet wurde. Wenn festgestellt wird, daß die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels nicht vollendet wurde („NEIN” beim Schritt S256), endet das Verfahren.
Beim nächsten Steuerverfahren und den folgenden Steuerverfahren wird beim Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel nach 15 in jedem der Schritt S202 und S204 und beim Verfahren im Schritt S206 eine bestätigende Feststellung ausgeführt, bis die Diagnose im Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor vollendet ist. Beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 erfolgt bei jedem der Schritte S252 und 256 eine negative Feststellung und das Verfahren beim Schritt S254 wird sich wiederholend durchgeführt.
Wenn beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels erhalten wird („JA” beim Schritt S256), wird beim Schritt S258 festgestellt, ob das Diagnoseresultat den normalen Zustand betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels zeigt.
Wenn das Diagnoseresultat den normalen Zustand zeigt („JA” beim Schritt S258), endet das Verfahren und beim nächsten Steuerverfahren erfolgt beim Schritt S252 eine bestätigende Feststellung. Dann wird beim Schritt S260 die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Verringerung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt. Bei der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zu zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels wird zunächst das Verfahren zu einer solchen Drehung des Spiralnockens 104, daß der Ventilbetätigungswinkel verringert wird, durch Zufuhr elektrischer Energie zum Stellmotor 102 ausgeführt, deren Betrag kleiner ist als bei der normalen Steuerzeit, so daß der Stellmotor 102 schwach betätigt wird. In diesem Falle wird der schwache Antriebsvorgang zu der geschätzten Zeit ausgeführt, zu der der Stellmotor 102 tatsächlich normal angetrieben ist, und die Position, in der der Nockenrahmen 110 die Oberfläche 108 des Spiralnockens berührt, vom Bereich 108a des unveränderlichen Ventilbetätigungswinkels bewegt wird und den Bereich der Nockenoberfläche erreicht, der tatsächlich spiralig gekrümmt ist, und die Bewegung sich in dem Wert widerspiegelt, der durch den Verschiebungssensor 50 festgestellt wird.
Wenn der Stellmotor 102 auf diese Weise normal an getrieben wird, zeigt der vom Verschiebungssensor 50 festgestellte Wert eine Abnahme des Ventilbetätigungswinkels an. Deshalb stellt die ECU 4 fest, ob zur angenommenen Zeit eine Veränderung auftritt. Wenn die Veränderung auftritt, wird festgestellt, daß beim Stellmotor 102 kein Fehler vorliegt. Wenn die Veränderung nicht aufgetreten ist, wird festgestellt, daß beim Stellmotor 102 ein Fehler bei der Aktion aufgetreten ist, den Ventilbetätigungswinkel zu verringern.
Nachdem das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S260 gestartet ist, wird beim Schritt S262 festgestellt, ob die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels vollendet wurde.
Wenn festgestellt wird, daß die Fehlerdiagnose betreffend die Verringerung des Ventilbetätigungswinkels nicht vollendet ist („NEIN” beim Schritt S262), endet das Verfahren.
Beim nächsten Verfahren und den folgenden Verfahren wird bei dem in 15 gezeigten Steuerverfahren eine bestätigende Feststellung in jedem der Schritte S202 und S204 gemacht und das Verfahren beim Schritt S206 wird sich wiederholend durchgeführt, bis die Diagnose im Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor vollendet ist. Beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 wird das Verfahren im Schritt S260 wiederholt ausgeführt, weil beim Schritt S252 eine bestätigende Feststellung erfolgt und beim Schritt S262 eine negative Feststellung erfolgt.
Beim in 16 gezeigten Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor wird auf der Basis des durch den Verschiebesensor 50 ermittelten Wertes beim Schritt S263 ein Rückkehrverfahren zum Anfangszustand durchgeführt, wenn das Ergebnis der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels erhalten wird („JA” beim Schritt S262).
Das Rückkehrverfahren zum Anfangszustand wird durchgeführt, um zuverlässig den Ventilbetätigungswinkel auf den Anfangszustand zurückzuführen. Wen festgestellt wird, daß der Stellmotor 102 beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 102 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels normal angetrieben wird, unmittelbar bevor das Rückkehrverfahren zum Anfangszustand durchgeführt wird, berührt die Oberfläche 108 des Spiralnockens den Nockenrahmen 110 in dem Bereich der tatsächlich eine spiralige Form aufweist. Deshalb, wenn dieser Zustand belassen wird, wie er ist, besteht während des Betriebs des Verbrennungsmotors beim Motorstart oder wenn ein Fehler beim Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunktaufgetreten ist, eine Möglichkeit, daß der Ventilbetätigungswinkel allmählich abnimmt, und es wird schwierig den Verbrennungsmotor zu starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen. Um eine solche Situation zu verhindern, wird das Verfahren zur Betätigung des Stellmotors 102 so durchgeführt, daß der Ventilbetätigungswinkel zunimmt und der Ventilbetätigungswinkel zum Anfangszustand zurückkehrt. Wenn ein Fehler bei der Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels aufgetreten ist, weicht die Position, an der die Oberfläche 108 des Spiralnockens den Nockenrahmen 110 berührt, nicht von dem Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel ab. Deshalb muß das Rückkehrverfahren zum Anfangszustand beim Schritt S263 nicht durchgeführt werden. Jedoch neigt in einigen Fällen, die Position, an der die Oberfläche 108 des Spiralnockens den Nockenrahmen 110 berührt, dazu, aus dem Bereich 108a mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel abzuweichen, selbst wenn durch den Verschiebungssensor 50 keine Abnahme des Ventilbetätigungswinkels festgestellt wird. Demgemäß kann das Rückkehrverfahren beim Schritt S263 zuverlässig ausgeführt werden, um den Ventilbetätigungswinkel verläßlich beizubehalten.
Wenn das Anlassen des Verbrennungsmotors 2 während des Fehlerdiagnoseverfahrens vollendet ist und nicht festgestellt wurde, daß ein Fehler aufgetreten ist, schreitet das Verfahren zu dem dem normalen Zustand zugeordneten Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel fort. Deshalb muß in diesem Zustand das Rückkehrverfahren zum Anfangszustand im Schritt S263 nichtausgeführt werden.
Nach der Ausführung des Schrittes S263 wird die Fehlerdiagnose darauf eingestellt, mit dem Schritt S264 vollendet zu werden, nach dem das Verfahren endet. Selbst wenn beim Schritt S258 festgestellt wird, daß eine Abnormalität bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels auftritt („NEIN” beim Schritt S258), ist das Verfahren darauf eingestellt, beim Schritt S264 vollendet zu sein.
Wenn das Ergebnis der Diagnose für den Stellmotor 102 erhalten wird, wird beim Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel in 15 festgestellt, daß das Fehlerermittlungsverfahren ausgeführt worden ist („NEIN” beim Schritt 204), und als nächstes wird beim Schritt S208 festgestellt, ob das Ergebnis der Diagnose zeigt, daß ein Fehler am Stellmotor 102 aufgetreten ist.
Wenn festgestellt wird, daß ein Fehler am Stellmotor 102 aufgetreten ist, das heißt ein Fehler aufgetreten ist bei der Zeit der Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels oder der Zeit der Verringerung des Ventilbetätigungswinkels („JA” beim Schritt S208), wird als nächstes das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für den abnormalen Zustand beim Schritt S210 ausgeführt. Das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel ist das gleiche wie beim Schritt S108 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel nach 13. Der Ventilbetätigungswinkel war schon auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert. Deshalb kann, wie oben erwähnt, der Stellmotor 102 schwach angetrieben oder durch Unterbrechung der elektrischen Energieversorgung gestoppt werden.
Wenn in den folgenden Steuerverfahren ein Fehler aufgetreten ist, erfolgt eine bestätigende Feststellung beim Schritt S202, eine negative Feststellung beim Schritt S204 und eine bestätigende Feststellung beim Schritt S208. Dann wird das Verfahren beim Schritt S210 fortgesetzt.
Wenn festgestellt ist, daß kein Fehler beim Stellmotor 102 aufgetreten ist („NEIN” beim Schritt S208), wird das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit beim Schritt S212 ausgeführt. Das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit ist das gleiche wie beim Schritt S110 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel in 13.
Wenn kein Fehler vorhanden ist, erfolgt im folgenden Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel in 15 während des Übergangszustands, in dem sich der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert befindet, eine bestätigende Feststellung beim Schritt S202, eine negative Feststellung beim Schritt S204 und eine negative Feststellung beim Schritt S208. Dann wird der Schritt S212 ausgeführt. Nachdem der Ventilbetätigungswinkel von dem dem Anfangzustand zugeordneten Wert abweicht, erfolgt beim Schritt S202 eine negative Feststellung und eine negative Feststellung beim Schritt S208. Dann wird das Verfahren beim Schritt S212 fortgesetzt.
Wenn ein Fehler im Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt aufgetreten ist, kann – wie oben erwähnt – die ECU 4 den Ventilbetätigungswinkel auf die Anfangsposition und das Anfangsflag auf EIN setzen. Selbst in einem solchen Fall erfolgt beim Schritt S202 eine bestätigende Feststellung und deshalb wird das Verfahren, das dem zur Startzeit des Verbrennungsmotors gleicht, durchgeführt.
Die Zeitdiagramme in den 17A bis 17C zeigen Beispiele für die Steuerung bei der Ausführungsform. Die 17A zeigt ein Beispiel für den Fall, daß kein Fehler am Stellmotor 102 auftritt. Die 17B zeigt ein Beispiel für den Fall, daß zur Zeit des Kaltstarts kein Fehler am Stellmotor 102 auftritt. Die 17C zeigt ein Beispiel für den Fall, daß als Ergebnis der Fehlerdiagnose festgestellt wurde, daß ein Fehler beim Stellmotor 102 aufgetreten ist. Der Ablauf des Verfahrens ist der gleiche, wie in den 14a bis 14c dargestellt, mit Ausnahme der Tatsache, daß an die Stelle der Fehlerdiagnoseperioden für den Verschiebungssensor 50 die Fehlerdiagnoseperioden (Zeitpunkt t32 bis Zeitpunkt T33, Zeitpunkt t42 bis Zeitpunkt T43 und Zeitpunkt t52 bis Zeitpunkt t53) für den Stellmotor getreten sind und die Fehlerdiagnoseperioden für den Stellmotor 102 länger sind als jene für den Verschiebungssensor 50.
Bei der oben erwähnten Konstruktion können die Schritte S202 und S206 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel in 15 und das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 als das Verfahren angesehen, werden, das durch die Fehlerdiagnosemittel ausgeführt wird. Die Schritte S208 und S210 können als das Verfahren angesehen werden, das durch die Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands durchgeführt wird.
Gemäß der soweit beschriebenen zweiten Ausführungsform können auch die folgenden Wirkungen erzielt werden:

(A) Die in den Absätzen (A) bis (C) angegebenen Wirkungen bei der ersten Ausführungsform können auch in diesem Fall erzielt werden, wenn ein Fehler am Stellmotor 102 aufgetreten ist.
(B) Der Antrieb durch den Stellmotor 102 erfolgt für die Fehlerdiagnose mit geringerer Leistungsabgabe als der Antriebskraft im Normalzustand. Deshalb ist, selbst wenn ein Auftreffen auf den Anschlag stattfindet, der Betrag der Bewegung zum Auftreffzeitpunkt gering. Es ist deshalb möglich die Lebensdauer des Einstellmechanismus 56 für den Ventilbetätigungswinkel zu erhöhen und ein auf ein vom Fahrer wahrgenommenes schlagendes Geräusch zurückzuführendes unangenehmes Gefühl zu verhindern.
(C) Bei der Fehlerdiagnose wird zunächst der Stellmotor 102 derart angetrieben, daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht wird. Wenn bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels ein Fehler am Stellmotor 102 aufgetreten ist, wird sofort die Aufrechterhaltungssteuerung durchgeführt. Dann wird der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert gehalten. Es ist deshalb möglich, den Verbrennungsmotor zu starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen.

Nur nachdem festgestellt wurde, daß bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels kein Fehler am Stellmotor 102 aufgetreten ist, wird der Stellmotor 102 derart angetrieben, daß der Ventilbetätigungswinkel verringert wird. Dann wird festgestellt, ob ein bei der Aktion, den Ventilbetätigungswinkel zu verringern, ein Fehler am Stellmotor 102 aufgetreten ist. Selbst wenn festgestellt wird, daß ein Fehler aufgetreten ist, kann der Stellmotor 102 so angetrieben werden, daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht wird. Deshalb kann der Ventilbetätigungswinkel sofort auf den dem Anfangszustand zugeordneten Wert erhöht werden oder einen Wert höher als der dem Anfangszustand zugeordnete Wert.
Es ist deshalb möglich, die Zuverlässigkeit des Notlaufbetriebs für den Fall zu erhöhen, daß ein Fehler im veränderlichen Ventilmechanismus 54 aufgetreten ist.
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung im Detail beschrieben. Bei der Ausführungsform, wie sie in 18 gezeigt wird, ist wird anstelle des Wellenverschiebemechanismus 100 bei der zweiten Ausführungsform ein Wellenverschiebemechanismus 300 mit einem Schneckengetriebe benutzt und ob ein Fehler aufgetreten ist, wird von einem Verschiebungssensor 314 festgestellt. Das Verfahren wird unter Verwendung des gleichen Ablaufs durchgeführt, wie er als Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel in 13 gezeigt ist. Jedoch sind die Inhalte des Verfahrens unterschiedlich, wie später beschrieben wird, weil der mit einem Schneckengetriebe versehene Wellenverschiebemechanismus 300 benutzt wird. Die anderen Elemente sind die gleichen, wie jene bei der ersten Ausführungsform. Deshalb erfolgt die Beschreibung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8.
Zunächst wird der Wellenverschiebemechanismus 300 beschrieben. Der Wellenverschiebemechanismus 300 schließt eine Schnecke 304 ein, die durch einen Stellmotor 302 drehbar ist, der durch aus einer Batterie 500 zugeführte elektrische Energie versorgt wird, und ein angetriebenes Schneckenrad 306, das durch die Schnecke 306 gedreht wird. Das angetriebene Schneckenrad 306 ist in einem Stück mit einer Mutter 310 einer Reduziervorrichtung 308 verbunden. Ein die Form eines Gewindebolzens aufweisender Abschnitt 312 der Redziervorrichtung 308 steht in Gewindeeingriff mit der Mutter 310 und ist mit einem Ende der Steuerwelle 82 verbunden. Somit wird die Mutter 310 bei einer Betätigung des Stellmotors 302 durch die Schnecke 304 und das Schneckenrad 306 gedreht. Als Ergebnis wird der Abschnitt 312 der Reduziervorrichtung zusammen mit der Steuerwelle 82 in axialer Richtung bewegt. Es ist auf diese Weise möglich, den Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a einzustellen.
Die Position der Steuerwelle 82 in axialer Richtung wird durch den Verschiebungssensor 314 ermittelt. Der Verschiebungssensor 314 schließt einen Ermittlungsstab 314a ein, der mit dem Abschnitt 312 der Reduziervorrichtung 308 verbunden ist, und eine Ermittlungsspule 314b, die auf der Seite des Zylinderkopfs 10 befestigt ist. Die ECU 4 kann einen Verschiebebetrag der Steuerwelle 82 messen, der einem Signal von der Ermittlungsspule 314b entspricht, in die das Ende des Ermittlungsstabs eintaucht. Ebenso kann die ECU 4 den Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a feststellen.
Die 19 zeigt die Beziehung zwischen einem Drehwinkel θw der Schnecke 304 und einem Ventilbetätigungswinkel VL wenn der Wellenverschiebemechanismus 300 benutzt wird. In 19 ändert sich der Ventilbetätigungswinkel gleichförmig entsprechend der Veränderung des Drehwinkels θw und es ist kein Bereich mit einem unveränderlichen Ventilbetätigungswinkel gezeigt wie in 10 der ersten Ausführungsform.
Die 20 zeigt die Beziehung zwischen dem vom Stellmotor 302 ausgegebenen Drehmoment und der Geschwindigkeit der Bewegung der Steuerwelle 82. Da in dem Wellenverschiebemechanismus die Schnecke 304 verwendet wird, gibt es einen aktionsfreien Bereich, in dem die Steuerwelle 82 nicht bewegt werden kann, wenn bevor und nachdem das Ausgangsdrehmoment „0” wird, der absolute Wert des Drehmoments unter einen durch die Reibung bestimmten Schwellenwert absinkt, selbst wenn vom Stellmotor 302 ein Drehmoment abgegeben wird. Deshalb kann dadurch, daß das Ausgangsdrehmoment des Stellmotors 302 auf „0” gesetzt wird, der Ventilbetätigungswinkel beibehalten werden, auch wenn kein Bereich mit unveränderlichem Ventilbetätigungswinkel vorhanden ist. Zusätzlich kann der Ventilbetätigungswinkel auf einem beliebigen Wert gehalten werden.
Die ECU 4 führt das Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel unter Benutzung der vorstehend erwähnten Funktion des Wellenverschiebemechanismus 300 durch. Die Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die 13, weil der Verfahrensablauf der gleiche ist wie der in 13 gezeigte, obwohl sich der Inhalt des Verfahrens von jenem in 13 unterscheidet.
Wenn das Verfahren begonnen wird, wird zunächst beim Schritt S102 festgestellt, ob der Ventilbetätigungswinkel sich auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert befindet. Wenn der Verbrennungsmotor gestartet wird, wird festgestellt, ob das Anfangsflag, das den im nicht flüchtigen Speicher gespeicherten Anfangszustand zeigt, auf EIN gesetzt ist.
Bei der in 19 gezeigten Ausführungsform ist der dem Anfangszustand zugeordnete Wert auf einen Anfangszustandswert VLini eingestellt, der etwa kleiner ist als der maximale Ventilbetätigungswinkel VLmax, statt auf den maximalen Ventilbetätigungswinkel VLmax eingestellt zu sein.
Deshalb führt die ECU 4 das Verfahren zur Einstellung des Ventilbetätigungswinkels auf den Anfangswert VLini durch Steuerung des Stellmotors 302 auf der Basis des vom Verschiebesensor 314 beim Stoppen des Verbrennungsmotors 2 festgestellten Wertes als Anfangswertrealisierungsverfahren durch. Wenn die Änderung des Ventilbetätigungswinkels auf den Anfangswert Vlini vollendet ist, wird das den Anfangszustand zeigende Anfangsflag auf EIN gesetzt und im nicht flüchtigen Speicher gespeichert.
Demgemäß befindet sich wenigstens beim Starten des Verbrennungsmotors 2 der Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a auf dem Ausgangswert Vlini. Der Ausgangswert Vlini wird auf der Basis der Abgasrezirkulationsrate, der Ansauglufteffizienz und dergleichen entsprechend dem Betrag der Ventilüberdeckung erhalten und verändert sich in Abhängigkeit vom Motortyp.
Wenn das Anfangsflag auf EIN gesetzt ist („JA” beim Schritt S102), wird beim Schritt S104 die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebungssensor 314 durchgeführt. Wie beider ersten Ausführungsform erwähnt, umfaßt der Verschiebungssensor 314 zwei Spulen zur Abnormalitätsselbstkontrolle. Deshalb kann die ECU 4 die Abnormalitätsprüfung auf der Basis eines Vergleichs der Ausgangswerte dieser zwei Spulen durchführen.
Als nächstes wird im Abnormalitätsdiagnoseverfahren beim Schritt S106 festgestellt, ob am Verschiebungssensor 314 eine Anormalität besteht. Wenn festgestellt wird, daß keine Abnormalität vorliegt („NEIN” beim Schritt S106), wird beim Schritt S110 das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit durchgeführt. Es wird nämlich der Lastfaktor auf der Basis des Betriebszustands des Verbrennungsmotors 2 entsprechend einer vorher durch Experiment erstellten Aufzeichnung berechnet, und der Zielventilbetätigungswinkel wird auf der Basis des Lastfaktors festgelegt. Dann wird das Verfahren zur Steuerung des Stellmotors 302 auf der Basis des durch den Verschiebesensor 314 ermittelten Wertes derart durchgeführt, daß der Ventilbetätigungswinkel der Zielventilbetätigungswinkel wird.
Im Falle eines Kaltstarts wird, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben, dem Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert Priorität eingeräumt, bis die Aufwärmphase beendet ist.
Wenn am Verschiebungssensor 314 eine Abnormalität aufgetreten ist, während der Verbrennungsmotor 2 gestoppt ist („JA” beim Schritt S106), wird als nächstes beim Schritt S108 das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für den abnormalen Zustand durchgeführt. Das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel wird zur Aufrechterhaltung des gegenwärtigen Zustandes durchgeführt, in dem sich der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert VLini befindet. Das Verfahren zur Aufrechterhaltung des Ventilbetätigungswinkels ist nämlich ein Verfahren, um den Ventilbetätigungswinkel auf dem Anfangswert Vlini zuhalten, ohne das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit durchzuführen, wie es beim Schritt S110 beschrieben ist.
Die Schnecke 304 wird im Wellenverschiebemechanismus 300 verwendet. Demgemäß ist es, wie gezeigt, möglich, den dem Anfangszustand zugeordneten Wert Vlini beizubehalten, selbst wenn die Versorgung des Stellmotors 302 mit elektrischer Energie unterbrochen wird. Deshalb kann das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel nur durch Beenden der Zufuhr elektrischer Energie zum Stellmotor 302 derart durchgeführt werden, daß der Stellmotor 302 keine Antriebskraft erzeugt.
Jedoch kann auch in diesem Fall, selbst dann, wenn dem Stellmotor 302 keine elektrische Energie zugeführt wird, aufgrund von Vibrationen, die durch den Betrieb des Verbrennungsmotorswährend des Notlaufbetriebs entstehen, das relative Drehmoment zwischen der Schnecke 304 und dem angetriebenen Schneckenrad 306 aus dem aktionsfreien Bereich herauswandern. Insbesondere wenn bei der Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels aufgrund von Vibration das relative Drehmoment aus dem aktionsfreien Bereich auswandert, besteht die Möglichkeit, daß sich das Schneckenrad 306 dreht und der Ventilbetätigungswinkel kleiner wird als der Anfangswert Vlini. Wenn man dies in Betracht zieht, kann dem Stellmotor 302 elektrische Energie zugeführt werden, so daß ein Drehmoment abgegeben wird, so daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht wird. Insbesondere kann durch den Stellmotor 302 das Drehmoment in dem in 20 mit F bezeichneten Bereich erzeugt werden. Es ist damit möglich, den Ventilbetätigungswinkel zuverlässig auf dem Anfangswert VLini zu halten, selbst wenn Vibration auftritt.
Wie oben beschrieben, kann der Verbrennungsmotor gestartet werden und der Notlaufbetrieb durchgeführt werden mit dem Ventilbetätigungswinkel des Einlaßventils 2a, wenn der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert VLini gehalten wird. Deshalb kann der Verbrennungsmotor 2 gestartet werden und der Fahrer kann das Fahrzeug mit dem Notlaufbetrieb zu einer Servicegarage fahren durch Steuerung des Drosselventils 26 und der durch das Einspritzventil 16 eingespritzten Kraftstoffmenge.
Weil das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel beim Schritt S108 durchgeführt wird, wird der Ventilbetätigungswinkel auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert Vlini gehalten, selbst wenn der Verbrennungsmotor gestartet ist („JA” beim Schritt S102), und die Abnormalitätsdiagnose für den Verschiebesensor 314 im Schritt S104 wird wiederholt durchgeführt. Wenn festgestellt wird, daß wieder eine Abnormalität aufgetreten ist („JA” beim Schritt S106), wird das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel beim Schritt S108 fortgewetzt. Wenn der Verschiebungssensor 314 in den normalen Zustand zurückgekehrt ist, wird beim Schritt S106 eine negative Feststellung getroffen. Demgemäß wird das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit beim Schritt S110 durchgeführt. Dadurch wird, wenn der Ventilbetätigungswinkel von dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert abweicht, beim Schritt S102 eine negative Entscheidung getroffen, worauf das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit beim Schritt S110 fortgesetzt wird.
Selbst wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, kann die ECU 4 aus dem bei der ersten Ausführungsform erläuterten Grund den Ventilbetätigungswinkel auf die Anfangsposition und das Anfangsflag auf EIN setzen, wenn ein Fehler beim Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt aufgetreten ist.
In einem solchen Fall wird ebenfalls beim Schritt S104 das Abnormalitätsdiagnoseverfahren für den Verschiebungssensor 314 durchgeführt durch eine bestätigende Feststellung beim Schritt S102. Deshalb wird, wenn ein Fehler beim Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt aufgetreten ist, und weiter festgestellt wird, das eine Abnormalität am Verschiebungssensor 314 aufgetreten ist, das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel beim Schritt S108 fortgesetzt solang die Abnormalität am Verschiebungssensor bestehen bleibt, selbst wenn der Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt zum Normalzustand zurückkehrt.
Gemäß der dritten Ausführungsform, soweit beschrieben, können die folgenden Wirkungen erzielt werden:

(A) Die Wirkungen in den Beschreibungen (A) bis (C) bei der ersten Ausführungsform können auch bei der dritten Ausführungsform erzielt werden, obwohl die dritte Ausführungsform sich von der ersten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß eine Schnecke 304 im Wellenverschiebemechanismus 300 verwendet wird und der Ventilbetätigungswinkel bei der dritten Ausführungsform in dem Bereich, in dem der Notlaufbetrieb durchführbar ist, nicht den Maximalwert aufweist.

Das Drehmoment wird durch den Stellmotor 302 derart erzeugt, daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht wird, um die Vibration während des Betriebs des Verbrennungsmotors zu unterdrücken. Auch in diesem Fall kann die die vom Stellmotor 302 abgegebene Antriebskraft kleiner sein als im Normalzustand. Demgemäß ist nur eine kleine Energiemenge erforderlich, um das Drehmoment zu erzeugen. Zusätzlich werden das innere Element des veränderlichen Ventilmechanismus 54 und die Steuerwelle 82 daran gehindert mit hoher Geschwindigkeit mit dem Anschlag oder dergleichen zusammenzutreffen, weil diese kleine Energiemenge die Steuerwelle 82 nicht bewegt. Es ist deshalb möglich, die Lebensdauer des veränderlichen Mechanismus 54 zu erhöhen und ein auf ein vom Fahrer wahrgenommenes schlagendes Geräusch zurückzuführendes unangenehmes Gefühl zu verhindern.

(B) Jeder Ventilbetätigungswinkel kann entsprechend der in 20 gezeigten Beziehung als Wert für den Anfangszustand gewählt werden. Deshalb wird unabhängig vom Motortyp die Flexibilität bei der Anwendung erhöht.

Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung im Detail beschrieben. Bei der Ausführungsform wird das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel durchgeführt, wenn bei dem in 18 gezeigten Stellmotor 302 ein Fehler aufgetreten ist. Deshalb wird anstelle des in 13 gezeigten Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel das in den 15 und 16 gezeigte Verfahren der zweiten Ausführungsform durchgeführt. Der Ablauf des Verfahrens ist wie in den 15 und 16 gezeigt. Jedoch unterscheidet sich der Inhalt des Verfahrens von jenem in den 15 und 16 gezeigten, weil der in 18 gezeigte Wellenverschiebemechanismus 300 benutzt wird. Weil die anderen Elemente die gleichen sind wie bei der dritten Ausführungsform, erfolgt die Beschreibung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 und 18 bis 20.
Das Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel wird mit Bezugnahme auf 15 erläutert. Das Verfahren wird mit vorgegebenen Zeitintervallen wiederholt durchgeführt.
Wenn das Verfahren begonnen wird, wird zunächst im Schritt S202 festgestellt, ob der Ventilbetätigungswinkel sich auf dem dem Anfangszustand zugeordneten Wert befindet. Es ist dies der gleiche Schritt wie der in der dritten Ausführungsform beschriebene Schritt S102. Wenn nämlich das Anfangsflag auf EIN gesetzt ist („JA” beim Schritt S202) wird dann beim Schritt S204 festgestellt, ob die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 undurchgeführt geblieben ist, weil der gegenwärtige Ventilbetätigungswinkel den dem Anfangszustand zugeordneten Wert VLini annimmt.
Wenn festgestellt wird, daß die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 undurchgeführt geblieben ist („JA” beim Schritt S204), wird das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 zur Durchführung beim Schritt S206 eingestellt. Das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor wird entsprechend dem in 16 gezeigten Ablauf durchgeführt. Als nächstes wird das in 16 gezeigte Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor beschrieben.
Anfangs wird beim Schritt S252 festgestellt, ob das Ergebnis der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels den Normalzustand zeigt. Zum Startzeitpunkt der Fehlerdiagnose wurde kein Diagnoseresultat erhalten („NEIN” beim Schritt S252). Dann wird die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S254 durchgeführt. Bei der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels wird zunächst das Verfahren durchgeführt, das den Stellmotor 302 veranlaßt, allmählich das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen, so daß der Ventilbetätigungswinkel zunimmt. In dem Falle, in dem der Stellmotor 302 normal arbeitet, wenn das Ausgangsdrehmoment vom aktionsfreien Bereich – wie in 20 gezeigt – zur Plusseite abweicht, wird der Ventilbetätigungswinkel erhöht. Deshalb wird das Verfahren zur allmählichen Erhöhung des Ausgangsdrehmoments fortgesetzt, bis durch den Verschiebungssensor 314 bestätigt wird, daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht wurde. Jedoch wird, selbst nach der angenommenen Zeit, zu der sich bei normaler Aktion des Stellmotors 302 das Ausgangssignal vom Verschiebungssensor 314 ändert, das Ausgangsdrehmoment auf „0” zurückgeführt, sofern nicht durch den Verschiebungssensor 314 bestätigt ist, daß der Ventilbetätigungswinkel erhöht worden ist.
Deshalb entscheidet die ECU 4, ob eine Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels, die durch den Verschiebungssensor 314 festgestellt wird, zur angenommenen Zeit aufgetreten ist. Wenn festgestellt wird, daß die Vergrößerung stattgefunden hat, stellt die ECU 4 fest, daß kein Fehler beim Stellmotor 302 vorliegt. Andererseits, wenn festgestellt wird, daß die Vergrößerung nicht stattgefunden hat, entscheidet die ECU 4, daß ein Fehler am Stellmotor 302 aufgetreten ist.
Nachdem das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels im Schritt S254 gestartet wurde, wird beim Schritt S256 festgestellt, ob das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels vollendet wurde. Wenn festgestellt wird, daß das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 betreffend die Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels nicht vollendet wurde, („NEIN” beim Schritt S256), endet das Verfahren.
Beim nächsten Verfahren und den folgenden Verfahren bei dem in 15 gezeigten Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel wird eine zustimmende Feststellung bei jedem der Schritte S202 und S204 getroffen und das Verfahren beim Schritt S206 wird wiederholt durchgeführt bis die Diagnose beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 vollendet ist. Beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 wird das Verfahren beim Schritt S254 wiederholt durchgeführt, wenn in jedem der Schritte S252 und S256 eine negative Feststellung getroffen wird.
Beim Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 wird, wenn das Ergebnis der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels erhalten wird („JA” beim Schritt S256), beim Schritt S258 festgestellt, ob das Diagnoseresultat die Tatsache zeigt, daß der Stellmotor 302 bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels normal arbeitet.
Wenn das Diagnoseresultat den Normalzustand anzeigt („JA” beim Schritt S258), endet das Verfahren und beim Schritt S252 im nächsten Verfahren wird eine bestätigende Feststellung getroffen. Dann wird beim Schritt S260 die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt. Bei der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels wird zunächst das Verfahren durchgeführt, das den Stellmotor 302 veranlaßt, allmählich das Ausgangsdrehmoment derart zu vergrößern, daß der Ventilbetätigungswinkel abnimmt. Wenn der Stellmotor 302 normal arbeitet, wie in 20 gezeigt, nimmt der Ventilbetätigungswinkel ab, wenn das Ausgangsdrehmoment vom aktionsfreien Bereich nach der Minusseite abweicht. Es wird deshalb das Verfahren zur allmählichen Vergrößerung des Ausgangsdrehmoments fortgesetzt, bis durch den Verschiebungssensor 314 bestätigt ist, daß der Ventilbetätigungswinkel verringert worden ist. Jedoch wird, selbst nach der angenommenen Zeit, zu der sich bei normaler Aktion des Stellmotors 302 das Ausgangssignal vom Verschiebungssensor 314 zuverlässig ändert, das Ausgangsdrehmoment auf „0” zurückgeführt, sofern nicht durch den Verschiebungssensor 314 bestätigt ist, daß der Ventilbetätigungswinkel verringert worden ist.
Nachdem das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 betreffen die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels beim Schritt S260 gestartet wurde, wird beim Schritt S262 festgestellt, ob die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels vollendet wurde. Wenn festgestellt wird, daß die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels nicht vollendet wurde („NEIN” beim Schritt S262), endet das Verfahren.
Beim nächsten Verfahren und den folgenden Verfahren beim in 15 gezeigten Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel wird bei jedem der Schritte S202 und S204 eine zustimmende Feststellung getroffen, bis die Diagnose des Fehlerdiagnoseverfahrens für den Stellmotor vollendet ist, und deshalb wird das Verfahren beim Schritt S206 wiederholt durchgeführt. Dann wird im Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 im Schritt S252 eine zustimmende Feststellung getroffen und eine negative Feststellung beim Schritt S262 getroffen, und deshalb wird beim Schritt S260 das Verfahren wiederholt ausgeführt.
Bei dem Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor in 16 wird das Rückkehrverfahren zum Anfangszustand beim Schritt S263 auf der Basis des vom Verschiebungssensor 314 ermittelten Wertes durchgeführt, wenn das Ergebnis der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels erhalten wird („JA” beim Schritt S262).
Das Rückkehrverfahren zum Anfangszustand wird ausgeführt, um den Ventilbetätigungswinkel zuverlässig auf den dem Anfangszustand zugeordneten Wert zu bringen. Im Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302, betreffend die Aktion zu Verringerung des Ventilbetätigungswinkels, das, wenn der Stellmotor 302 normal betrieben wird, unmittelbar vor dem Rückkehrverfahren zum Anfangszustand durchgeführt wird, sollte der Ventilbetätigungswinkel zum in 19 gezeigten Anfangswert VLini zurückgeführt werden, indem die Veränderung des Ventilbetätigungswinkels durch das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302, betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels, das unmittelbar vor dem Rückkehrverfahren zum Anfangszustand durchgeführt wird, ersetzt wird. Jedoch ist die Veränderung des Ventilbetätigungswinkels durch die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302, betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels, nicht immer die gleiche wie die Veränderung des Ventilbetätigungswinkels durch die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels. Insbesondere wenn der Ventilbetätigungswinkel kleiner ist als der dem Anfangszustand zugeordnete Wert VLini, falls der Zustand belassen wird wie er ist, besteht die Möglichkeit, daß der Verbrennungsmotor nicht gestartet werden kann. Um eine solche Situation das zu verhindern, wird das Verfahren zur Rückführung des Ventilbetätigungswinkels zum dem Anfangszustand zugeordneten Wert VLini durch den Stellmotor 302 beim Schritt S263 durchgeführt.
Wenn beim Stellmotor 302 ein Fehler bei der Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels aufgetreten ist, ist der Ventilbetätigungswinkel größer als der dem Anfangszustand zugeordnete Wert VLini. Auch in diesem Fall wird der Ventilbetätigungswinkel auf den dem Anfangszustand zugeordneten Wert VLini zurückgeführt. Jedoch muß der Ventilbetätigungswinkel nicht auf den dem Anfangszustand zugeordneten Wert VLini zurückgeführt werden, weil der Ventilbetätigungswinkel groß ist.
Nach der Durchführung des Schrittes S263 wird die Fehlerdiagnose so eingestellt, daß sie beim Schritt S264 vollendet wird, worauf das Verfahren endet. Wenn festgestellt wird, daß beim Stellmotor 302 eine Abnormalität bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels aufgetreten ist („NEIN” beim Schritt S258), wird die Fehlerdiagnose so eingestellt, daß sie beim Schritt S264 vollendet wird.
Wenn das Ergebnis der Diagnose für den Stellmotor 302 beim Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel in 15 erhalten wird, wird festgestellt, daß das Fehlerermittlungsverfahren durchgeführt wurde („NEIN” beim Schritt S204). Als nächstes wird beim Schritt S208 festgestellt, ob das Diagnoseresultat einen Fehler beim Stellmotor 302 anzeigt.
Wenn festgestellt wird, daß ein Fehler beim Stellmotor 302 aufgetreten ist, das heißt, eine Fehler beim Stellmotor 302 bei einer der Aktionen zum Vergrößern bzw. Verringern des Ventilbetätigungswinkels aufgetreten ist („JA” beim Schritt S208), wird als nächstes das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel beim Schritt S210 durchgeführt. Dieses Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel ist das gleiche wie das Aufrechterhaltungsverfahren für den Ventilbetätigungswinkel beim Schritt S108 bei dem Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel in 13, das bei der dritten Ausführungsform beschrieben ist.
Wenn ein Fehler aufgetreten ist, ist der Ventilbetätigungswinkel gegenwärtig gleich oder größer als der dem Anfangszustand zugeordnete Wert VLini. Bei dem Zustand, bei dem ein Fehler aufgetreten ist, ist das Anfangsflag auf EIN gesetzt. Deshalb wird beim nächsten Steuerverfahren und den folgenden Verfahren beim Schritt S202 eine zustimmende Feststellung, beim Schritt S204 eine negative Feststellung und beim Schritt S208 eine zustimmende Feststellung getroffen, und deshalb wird das Verfahren beim Schritt S210 fortgesetzt.
Wenn festgestellt wird, daß beim Stellmotor 302 kein Fehler vorhanden ist („NEIN” beim Schritt S208), wird beim Schritt S212 das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel durchgeführt. Das veränderliche Steuerverfahren für den Ventilbetätigungswinkel für die normale Betriebszeit ist beim Schritt S110 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel in 13 bei der dritten Ausführungsform beschrieben.
Wenn kein Fehler vorhanden ist, wird das Anfangsflag auf AUS gesetzt. Demgemäß wird beim nächsten Verfahren und den folgenden Verfahren des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel in 15 beim Schritt S202 eine negative Feststellung und beim Schritt S208 eine negative Feststellung getroffen und deshalb das Verfahren beim Schritt S212 fortgesetzt.
Wie oben erwähnt, kann die ECU 4 den Ventilbetätigungswinkel auf die Anfangsposition und das Anfangsflag auf EIN setzen, wenn beim Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt ein Fehler aufgetreten ist. Auch in einem solchen Fall wird durch eine bestätigende Feststellung beim Schritt S202 das Verfahren, das das gleiche ist wie das zur Startzeit des Verbrennungsmotors, durchgeführt.
Bei der oben erwähnten Konstruktion können die Schritte S202 und S206 des Steuerverfahrens für den Ventilbetätigungswinkel in 15 und das Fehlerdiagnoseverfahren für den Stellmotor 302 in 16 als das durch das Fehlerdiagnosemittel durchgeführte Verfahren angesehen werden. Die Schritte S208 und S210 können als das durch die Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands durchgeführte Verfahren angesehen werden.
Gemäß des soweit beschriebenen vierten Ausführungsbeispielskönnen die folgenden Wirkungen erzielt werden:

(A) Die Wirkungen in den Beschreibungen (A) und (B) der dritten Ausführungsform können für den Fall, daß ein Fehler beim Stellmotor 302 aufgetreten ist, ebenfalls erzielt werden. Nachfolgen werden andere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
(a) Bei den Ausführungsformen ist der minimale Wert des Ventilbetätigungswinkels „0”. Jedoch kann der minimale Wert des Ventilbetätigungswinkels ein Wert sein, bei dem das Einlaßventil 2a bis zu einem gewissen Ausmaß geöffnet sein kann. Auch in diesem Falle weist der für den Start des Verbrennungsmotors geeignete Ventilbetätigungswinkel einen Wert auf, der größer ist als der minimale Wert. Es ist deshalb möglich, die Situation zu verhindern, daß der Verbrennungsmotor nicht gestartet werden kann oder der Notlaufbetrieb nicht durchgeführt werden kann, wenn ein Fehler beim Sensor oder dem Betätigungselement aufgetreten ist.
(b) Bei den Ausführungsformen wird der Verschiebungssensor 50 oder 314 dazu benutzt, den Ventilbetätigungswinkel festzustellen. Es kann jedoch der Ventilbetätigungswinkel auch durch einen Drehwinkelsensor zur Ermittlung der Drehlage des Stellmotors 102 oder 302, des Spiralnockens 104 oder der Reduziervorrichtung 308 festgestellt werden.
(c) Bei der vierten Ausführungsform wird bei der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 zunächst die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt (16: Schritt S254). Wenn festgestellt wird, daß kein Fehler beim Stellmotor 302 bei der Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels vorliegt, wird als nächstes die Fehlerdiagnose für den Antriebsmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt (16: Schritt S260). Statt dieser Verfahrensweise kann auch zuerst die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt werden. Wenn festgestellt wird, daß bei der Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels kein Fehler am Stellmotor 302 vorliegt, kann als nächstes die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302 betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels durchgeführt werden. In diesem Falle ist der Ventilbetätigungswinkel im Anfangszustandleicht vergrößert. Genauer gesagt wird beim Anfangszustand der Ventilbetätigungswinkel aufeinen Wert eingestellt, der größer ist als die untere Grenze des Ventilbetätigungswinkels, bei dem der Verbrennungsmotor gestartet und der Notlaufbetrieb durchgeführt werden kann.

Wenn die Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302, betreffend die Aktion zur Verringerung des Ventilbetätigungswinkels, am Anfang durchgeführt wird, und dann als Ergebnis der Fehlerdiagnose für den Stellmotor 302, betreffend die Aktion zur Vergrößerung des Ventilbetätigungswinkels, festgestellt wird, daß ein Fehler aufgetreten ist, ist der Ventilbetätigungswinkel kleiner geworden als der Wert beim Anfangszustand, und der Ventilbetätigungswinkel kann nicht mehr vergrößert werden. Jedoch kann der Notlaufbetrieb mit dem Ventilbetätigungswinkel in diesem Zustand durchgeführt werden, Es ist deshalb möglich, selbst dann den Verbrennungsmotor zu starten und den Notlaufbetrieb durchzuführen, wenn die Aufrechterhaltungssteuerung durchgeführt worden ist.

(d) Bei den Ausführungsformen stellt der Zwischenbetätigungsmechanismus den Ventilbetätigungswinkel und den Betrag des Ventilhubs durch die Bewegung der Steuerwelle in axialer Richtung ein. Es kann jedoch statt den Zwischenbetätigungsmechanismus vorzusehen, der Ventilbetätigungswinkel und der Betrag des Ventilhubs auch durch Anwendung der in den 21 und 22 gezeigten Konstruktion eingestellt werden. Es wird nämlich ein Einlaßnocken 464a als dreidimensionaler Nocken verwendet und eine Einlaßnockenwelle 464 kann auch als Steuerwelle dienen und in axialer Richtung bewegt werden. In diesem Falle ist ein gerader Keilwellenabschnitt 464b an einem Endabschnitt der Einlaßnockenwelle 464 vorgesehen. Die Einlaßnockenwelle 464 ist mit einem Flügelrad (vane) in Eingriff, das den Phasenunterschied mit einem kurzen zylindrisch ausgebildeten Gehäuse innerhalb des Einstellmechanismus 58 für den Ventilbetätigungszeitpunkt unter Benutzung des geraden Keilwellenabschnitts 464b einstellen kann. Deshalb kann sich die Einlaßnockenwelle 464 in axialer Richtung bewegen, selbst wenn das Flügelrad sich nicht in dem kurzen, zylindrisch geformten Gehäuse in axialer Richtung bewegen kann.

In diesem Falle ist der Wellenverschiebemechanismus 100 so, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben. Jedoch ist der Nockenrahmen 110 mit der Eingangsnockenwelle 464 über einen Kugellagerabschnitt 466 verbunden. Der Nockenrahmen 110 kann deshalb die Eingangsnockenwelle 464 in axialer Richtung bewegen, ohne sich gegenüber der Eingangsnockenwelle 464 zu drehen, die entsprechend der Drehung der Kurbelwelle über den Einstellmechanismus 58 für die Ventilbetätigungszeit betrieben wird.
Wie in 22A gezeigt, befindet sich in dem Zustand, in dem die Phasenlage des Spiralnockens 104 dem minimalen Ventilbetätigungswinkel entspricht, die Einlaßnockenwelle in der Grenzposition in der L-Richtung. Deshalb wird das Einlaßventil 2a durch Kontakt mit dem Einlaßnocken 464a im Bereich des geringen Ventilbetätigungswinkels betätigt und der Ventilbetätigungswinkel und der Betrag des Ventilhubs nehmen die minimalen Werte an.
Beginnend mit dem in 22A gezeigten Zustand bewegt sich die Einlaßnockenwelle 464 in die H-Richtung, wenn der Spiralnocken 104 durch den Stellmotor gedreht wird. Dadurch berührt das Einlaßventil 2a den Einlaßnocken 464a in einer Position, die von dem dem geringen Ventilbetätigungswinkel zugeordneten Bereich entfernt ist, und der Ventilbetätigungswinkel und der Betrag des Ventilhubs nehmen allmählich zu.
Dann, wie in 22B gezeigt, wenn die Phasenlage des Spiralnockens mit dem maximalen Ventilbetätigungswinkel übereinstimmt, befindet sich die Einlaßnockenwelle 464 in ihrer Grenzposition in H-Richtung. Demgemäß wird das Einlaßventil 2a durch Kontakt mit dem Einlaßnocken 464a im Bereich des großen Ventilbetätigungswinkels betätigt und der Ventilbetätigungswinkel und der Betrag des Ventilhubs nehmen die maximalen Werte an.
Es ist somit möglich, den Ventilbetätigungswinkel und den Betrag des Ventilhubs des Einlaßventils 2a wie in 8 gezeigt einzustellen. Es ist deshalb möglich, die Fehlerdiagnose und die Aufrechterhaltungssteuerung wie bei der ersten und der zweiten Ausführungsform durchzuführen.
Statt den Wellenverschiebemechanismus 100 kann der eine Schnecke benutzende, in 18 gezeigte Wellenverschiebemechanismus 300 benutzt werden. Es ist somit möglich, die Fehlerdiagnose und die Aufrechterhaltungssteuerung wie beim dritten und vierten Beispiel durchzuführen.

(e) Bei den in 8 gezeigten Ausführungsformen werden der Ventilbetätigungswinkel und der Betrag des Ventilhubs gleichzeitig durch den Einstellmechanismus für den Ventilbetätigungswinkel eingestellt. Jedoch kann auch ein Einstellmechanismus für den Ventilbetätigungswinkel benutzt werden, der nur den Ventilbetätigungswinkel einstellt. Alternativ kann ein Einstellmechanismus für den Betrag des Ventilhubs benutzt werden, der nur den Betrag des Ventilhubs einstellt.
(f) Bei den Ausführungsformen wird die Steuerung des Ventilbetätigungswinkels und des Betrags des Ventilhubs des Einlaßventils 2a durchgeführt. Es kann jedoch die Steuerung auf den Fall angewandt werden, daß der Ventilbetätigungswinkel und/oder der Betrag des Ventilhubs beim Auslaßventil 2b verändert werden sollen.
(g) Bei den Ausführungsformen werden elektrische Stellmotoren 102 oder 302 benutzt. Es kann jedoch auch ein hydraulisches Betätigungselement benutzt werden und die Steuerwelle 82 kann in axialer Richtung durch Drehung des Spiralnockens 104 oder das angetriebene Schneckenrad 306 unter Verwendung von Hydraulikdruck bewegt werden.
(h) Bei der dritten und vierten Ausführungsform wird bei der Startzeit des Verbrennungsmotors der dem Anfangszustand zugeordnete Wert VLini auf einen Wert in dem dem Notlaufbetrieb zugeordneten Bereich eingestellt, der eingestellt wird, wenn ein Fehler beim Sensor oder dem Betätigungselement aufgetreten ist. Jedoch kann der dem Anfangszustand zugeordnete Wert VLini außerhalb des dem Notlaufbetrieb zugeordneten Bereichs liegen. Beispielsweise kann der dem Notlaufbetrieb zugeordnete Bereich näher an den maximalen Ventilbetätigungswinkel gesetzt werden als der Anfangszustand.

Claims

Fehlerdiagnosesystem für einen veränderlichen Ventilmechanismus (54), der durch den Gebrauch eines Sensors (50; 314) einen Ventilkennwert ermittelt, der wenigstens ein Wert aus einer Gruppe ist, die den Betrag des Ventilhubs und einen Ventilbetätigungswinkel des Verbrennungsmotors umfasst, und den Ventilkennwert auf der Basis des ermittelten Ventilkennwerts einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: ein Fehlerdiagnosemittel (4) zur Durchführung einer Fehlerdiagnose des veränderlichen Ventilmechanismus (54), wenn ermittelt wird, dass sich der Ventilkennwert in einem Bereich für die Durchführung eines Notlaufbetriebs befindet, der auf einen Bereich eingestellt ist, in dem der Ventilkennwert durch den veränderlichen Ventilmechanismus (54) eingestellt werden kann; wobei der der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordnete Bereich ein Bereich ist, in dem der Ventilkennwert den maximalen Wert aufweist, und ein Mittel zur Aufrechterhaltung des Ventilzustands zur Durchführung einer Aufrechterhaltungssteuerung, um den Ventilkennwert auf einem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Wert zu halten, wenn die Fehlerdiagnosemittel (4) feststellen, dass am veränderlichen Ventilmechanismus (54) ein Fehler aufgetreten ist, wobei der veränderliche Ventilmechanismus (54) eine Steuerwelle (82) einschließt, einen Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle, und ein Betätigungselement (102; 302), das die Steuerwelle (82) mittels des Einstellmechanismus für die Steuerwelle betätigt, um den Ventilkennwert einzustellen, wobei der veränderliche Ventilmechanismus (54) einen Spiralnocken (104) einschließt, der als der Einstellmechanismus für die Position der Steuerwelle dient und durch die Drehung des Spiralnockens (104) durch das Betätigungselement (102) die Steuerwelle (82) zur Einstellung des Ventilkennwerts des Verbrennungsmotors in axialer Richtung bewegt; wobei der Spiralnocken (104) in einem der Durchführung des Notlaufbetriebs zugeordneten Bereich eine bogenförmige Oberfläche hat, deren Achse die Drehachse des Spiralnockens ist; und wobei das Fehlerdiagnosemittel (4) geeignet ist festzustellen, ob ein Fehler am Sensor (50; 314) aufgetreten ist.
Fehlerdiagnosesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellmechanismus für die Steuerwelle geeignet ist, den Wert des Ventilkennwerts ohne Nutzung einer Antriebskraft des Betätigungselements (102; 302) in einem Zustand zu halten, in dem der Ventilkennwert wenigstens ein Wert in dem zur Durchführung des Notlaufbetriebs geeigneten Bereich ist; und die Aufrechterhaltungsmittel (4) für den Ventilzustand geeignet sind, die Aufrechterhaltungssteuerung durch Stoppen der Ausgabe einer Antriebskraft aus einer Antriebskraftversorgungsquelle (500) an das Betätigungselement (102; 302) durchzuführen.
Fehlerdiagnosesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrechterhaltungsmittel (4) für den Ventilzustand geeignet sind, die Aufrechterhaltungssteuerung durch Stoppen der Ausgabe einer Antriebskraft aus einer Antriebskraftversorgungsquelle (500) an das Betätigungselement (102; 302) derart durchzuführen, dass der Steuerwelle zur Vergrößerung des Ventilkennwerts eine Antriebskraft zugeführt wird, die kleiner ist als beim Normalzustand.
Fehlerdiagnosesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlerdiagnosemittel (4) geeignet ist, festzustellen, ob ein Fehler am Betätigungselement (102; 302) aufgetreten ist.
Fehlerdiagnosesystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlerdiagnosemittel (4) geeignet ist, durch eine der Vergrößerung des Ventilkennwerts dienende Aktion des Betätigungselements (102; 302) festzustellen, ob ein Fehler beim Betätigungsglied (102; 302) aufgetreten ist,
Fehlerdiagnosesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlerdiagnosemittel (4) geeignet ist, festzustellen, dass ein Fehler beim Betätigungsglied (102; 302) aufgetreten ist, durch eine derartige Betätigung des Betätigungsglieds (102; 302), dass der Ventilkennwert ansteigt, wenn eine Betätigungskraft auf einem Niveau ausgegeben wird, das niedriger ist als zur normalen Steuerzeit des Verbrennungsmotors.
Fehlerdiagnosesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn festgestellt ist, dass das Betätigungselement (102; 302) bei einer Aktion zur Vergrößerung des Ventilkennwerts normal betrieben wird, das Fehlerdiagnosemittel (4) geeignet ist, dadurch festzustellen, ob ein Fehler beim Betätigungselement (102; 302) bei einer Aktion zur Verringerung des Ventilkennwerts aufgetreten ist, dass das Betätigungselement (102; 302) im Sinne einer Verringerung des Ventilkennwerts betätigt wird.
Fehlerdiagnosesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter umfasst ein Einstellmittel für den der Startzeit zugeordneten Ventilkennwert, das geeignet ist, das Betätigungselement (102; 302) so zu betätigen, dass der Ventilkennwert einen Wert in einem Anfangszustand annimmt, der für das Starten des Verbrennungsmotors nach einem Stoppen des Verbrennungsmotors eingestellt ist, wobei der Anfangszustand auf den dem Notlaufbetrieb zugeordneten Bereich eingestellt ist.