DE102005018739B4

DE102005018739B4 - Ventil-Steuereinrichtung

Info

Publication number: DE102005018739B4
Application number: DE102005018739.0A
Authority: DE
Inventors: Hideji Tani; Akihiko Takenaka; Yoshihiro Sato
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2025-04-23
Also published as: US20050235938A1; DE102005018739A1; US7252055B2; JP4647934B2; JP2005307910A

Abstract

Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, wobei die Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) aufweist: eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Abstellanweisung, eine Treiberschaltung (150, 380) zur Erregung eines Motors (12, 320), und eine Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) zum Einschalten/Abschalten einer Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) einen Schalter zum Einschalten/Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) und eine den Schalter steuernde Steuerschaltung umfasst, die den Motor (12, 320) erregende Treiberschaltung (150, 380) ein Kontrollsignal erzeugt, das den Zustand eines über den Motor (12, 320) fließenden Stroms angibt, und auch nachdem die Abstellanweisung erzeugt wurde, die Steuerschaltung die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) durch Steuerung des Schalters abschaltet, wenn auf der Basis des Kontrollsignals das Fließen eines abnormen Stroms über den Motor (12, 320) festgestellt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventil-Steuereinrichtung zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors. Die Brennkraftmaschine wird nachstehend auch vereinfacht als ”Maschine” bezeichnet.
Aus der Druckschrift DE 102 56 993 A1 ist ein Steuergerät einer Brennkraftmaschine mit einem variablen Ventilmechanismus bekannt. Das Steuergerät dient zum Berechnen, unmittelbar nach dem automatischen Abstellen des Motors durch eine Automatikabstellsteuereinrichtung, einer Sollventilbetriebseigenschaft auf der Grundlage des vorliegenden Zustands des Motors und/oder des vorliegenden Zustands des Fahrzeugs, und zum Steuern einer Ventilbetriebseigenschaft auf eine Sollventilbetriebseigenschaft für eine Automatikabstellzeit.
Ferner offenbart die Druckschrift US 2002/0 073 955 A1 eine Steuerung einer Brennkraftmaschine, wobei nach Abschalten der Brennkraftmaschine eine Motorsteuerung ein gespeichertes Programm in einer bestimmten Reihenfolge ausführt. Gemäß dieser Reihenfolge sendet die Steuerung Signale an eine variable Ventilsteuerung zum Öffnen des Auslassventils, wenn sich der Kolben in einer Bewegung nach oben befindet, zum Schließen des Auslassventils, wenn sich der Kolben in einer Aufwärtsbewegung befindet, zum Öffnen des Einlassventils, wenn sich der Kolben in Bewegung nach unten befindet, zum Schließen des Einlassventils, wenn sich der Kolben in einer Bewegung nach unten befindet, und zum Öffnen des Auslassventils, wenn sich der Kolben in einer Bewegung nach oben befindet.
Aus der JP H04-105 906 U ist eine Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung bekannt, bei der das Drehmoment eines Motors Verwendung findet, während aus der JP H11-324 625 A eine Ventilhub-Regeleinrichtung bekannt ist, bei der ebenfalls das Drehmoment eines Motors verwendet wird. Bei diesen Regeleinrichtungen wird eine elektrische Stromquelle (oder Spannungsquelle) einer Treiberschaltung von der Erzeugung eines Maschinen-Startsignals bis zu der Erzeugung eines Maschinen-Stoppsignals eingeschaltet, während die elektrische Stromquelle andernfalls abgeschaltet ist. Ein Drehzahlsensor erfasst die Maschinendrehzahl zur Abgabe eines Maschinendrehzahlsignals, auf dessen Basis eine Steuerschaltung ein Steuersignal erzeugt. Die Treiberschaltung führt dann dem Motor einen elektrischen Strom in Abhängigkeit von dem Steuersignal zu.
Nach der Erzeugung des Maschinen-Stoppsignals läuft die Brennkraftmaschine auf Grund von Massenträgheitsmomenten bzw. Trägheitskräften noch für eine kurze Zeitdauer weiter. Während dieser Zeit erhält der Motor keinen elektrischen Strom von der elektrischen Stromquelle über die Treiberschaltung, d. h., die Treiberschaltung führt nach der Erzeugung des Maschinen-Stoppsignals dem Motor keinen elektrischen Strom mehr zu, sodass der Motor als Verbraucher wirkt, der eine Abweichung in der Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße herbeiführt. Die Realisierung einer zum Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen korrekten Ventileinstellung ist somit mit Schwierigkeiten verbunden.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Treiberschaltung vor der Erzeugung des Maschinen-Startsignals dem Motor keinen elektrischen Strom zuführen. Auch wenn eine Abweichung der Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße vor der Erzeugung des Maschinen-Startsignals vorliegt, kann somit die Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße nicht auf den korrekten Wert zum Starten der Brennkraftmaschine eingestellt werden.
Ferner besitzt der die Maschinendrehzahl erfassende Drehzahlsensor von Natur aus einen unteren Grenzwert für die Erfassung der niedrigsten Maschinendrehzahlen, sodass der Drehzahlsensor während einer kurzen Zeit nach dem Starten der Brennkraftmaschine kein Maschinendrehzahlsignal abgibt. Bis zur Erzeugung des Maschinendrehzahlsignals erzeugt jedoch die Steuerschaltung auch kein Steuersignal, sodass die Treiberschaltung keine Erregung des Motors herbeiführt. Der Motor wirkt somit auch in diesem Falle als Verbraucher, der eine Abweichung der Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße herbeiführt, was ebenfalls die Realisierung der zum Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen korrekten Ventileinstellung erschwert.
Die Erfindung ist angesichts dieser Umstände konzipiert worden, wobei ihr die Aufgabe zu Grunde liegt, eine Ventil-Steuereinrichtung dahingehend auszugestalten, dass eine korrekte Ventilöffnungs-/Ventilschließsteuerung in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Ventil-Steuereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 10, 11 und 16. Weitere Merkmale und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen gezeigt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben, in denen gleiche Teile und Bauelemente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind. Es zeigen:
1 ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine Querschnittsansicht einer Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3 eine Querschnittsansicht der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung entlang der Linie III-III gemäß 2,
4 eine Querschnittsansicht der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung entlang der Linie IV-IV gemäß 2,
5 ein Schaltbild eines wesentlichen Teils eines Stromsteuerbereiches gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
6 ein Blockschaltbild der Motor-Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
7 ein Ablaufdiagramm eines ausfallsicheren Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
8 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
9 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
10 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
11 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
12 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
13 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel,
14 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel,
15 ein Blockschaltbild der Motor-Antriebseinrichtung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel,
16 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Motor-Antriebseinrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel,
17 eine perspektivische Teil-Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils einer Ventilhub-Einstelleinrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel,
18 eine perspektivische Ansicht eines wesentlichen Teils eines Stellgliedes gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel,
19 eine Seitenansicht eines wesentlichen Teils des Stellgliedes gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel,
20 ein Blockschaltbild der Motor-Antriebseinrichtung gemäß dem zehnten Ausfuhrungsbeispiel, und
21 ein Schaltbild eines Stromsteuerbereiches gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel.
Erstes Ausführungsbeispiel
Unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 wird nachstehend ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung näher beschrieben, die vereinfacht auch als ”VTC” bezeichnet wird. Die bei der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgesehene Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 ändert die eine der Ventilöffnungs-/Ventilschließgrößen darstellenden Ventilsteuerzeiten von Einlass- und/oder Auslassventilen unter Verwendung des Drehmoments eines Motors 12.
Nachstehend wird der Aufbau des Motors 12 im einzelnen beschrieben.
Wie in den 2 und 3 veranschaulicht ist, wird der Motor 12 von einem bürstenlosen Drehstrommotor mit einer Motorwelle 14, Lagern 16, Hall-Elementen 18 und einem Stator 20 gebildet. Die Motorwelle 14 wird von zwei Lagern 16 gehalten und kann um eine Achse ”O” in einer Normalrichtung und einer Gegenrichtung in Drehung versetzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Uhrzeigerrichtung gemäß 3 als Normaldrehrichtung der Motorwelle 14 bezeichnet, während die Gegenuhrzeigerrichtung als Gegendrehrichtung bezeichnet wird. An der Motorwelle 14 ist ein Rotor 15 vorgesehen, in den eine Vielzahl von Magneten 15a eingebettet ist. Die Magneten 15a sind jeweils in regelmäßigen Abständen um die Achse ”O” herum derart angeordnet, dass ein jeweiliger Magnetpol eines Magneten 15a einem an der Außenseite des Rotors 15 ausgebildeten jeweiligen Magnetpol gegenüberliegt. In der Nähe des Rotors 15 sind drei Hall-Elemente 18 angeordnet. Die Hall-Elemente 18 erzeugen jeweils Digitalsignale als Messsignale, deren Spannung in Abhängigkeit davon ansteigt oder abfällt, ob sich ein Magnet 15a in einem vorgegebenen Winkelbereich befindet, wobei die Magneten 15a jeweils an der Außenseite des Motors 15 einen Nordpol erzeugen.
Der Stator 20 ist um die Motorwelle 14 herum angeordnet, wobei 12 Statorkerne 21 des Stators 20 in regelmäßigen Abständen um die Achse ”O” herum angeordnet und jeweils mit einer Wicklung 22 versehen sind. Die Wicklungen 22 sind in der in 5 dargestellten Weise an ihren einen Enden in Sternschaltung miteinander verbunden, während sie über ihre anderen Enden 23 mit einer Treiberschaltung 150 einer Motor-Antriebseinrichtung 100 verbunden sind. Von jeder Wicklung 22 wird ein magnetisches Drehfeld um die Motorwelle 14 herum in Uhrzeigerrichtung und Gegenuhrzeigerrichtung erzeugt. Wenn ein magnetisches Drehfeld in Uhrzeigerrichtung erzeugt wird, wird der Motorwelle 14 ein Drehmoment in der Normaldrehrichtung verliehen, während die Magneten 15a mit diesem Magnetfeld in Wechselwirkung treten. Wenn ein magnetisches Drehfeld in Gegenuhrzeigerrichtung erzeugt wird, wird der Motorwelle 14 in ähnlicher Weise ein Drehmoment in der Gegendrehrichtung verliehen.
Nachstehend wird ein Phasenänderungsmechanismus 30 der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 näher beschrieben.
Wie in den 2 und 4 veranschaulicht ist, umfasst der Phasenänderungsmechanismus 30 einen Zahnkranz 32, ein Hohlrad 33, eine Excenterwelle 34, ein Planetenrad 35 und eine Ausgangswelle 36.
Der Zahnkranz 32 ist auf der gleichen Achse wie die Ausgangswelle 36 angeordnet und dreht sich um die Achse ”O” herum in der gleichen Richtung wie die Motorwelle 14. Wenn ein Antriebsdrehmoment der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen Zahnriemen auf den Zahnkranz 32 übertragen wird, wird der Zahnkranz 32 um die Achse ”O” herum in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4 in Drehung versetzt, wobei die Drehbewegungsphase in Bezug auf die Kurbelwelle aufrecht erhalten wird, d. h., der Zahnkranz 32 wirkt als Drehkörper, der sich synchron mit der Kurbelwelle dreht. Das Hohlrad 33 wird von einem Zahnrad mit Innenverzahnung gebildet und ist koaxial an der Innenseite des Zahnkranzes 32 befestigt, sodass es sich gemeinsam mit dem Zahnkranz 32 dreht.
Die Excenterwelle 34 ist direkt mit der Motorwelle 14 derart verbunden, dass ihr Außenrand exzentrisch zu der Achse ”O” verläuft. Das Planetenrad 35 wird von einem Zahnrad mit Außenverzahnung gebildet und ist an der Innenseite des Hohlrades 33 angeordnet, wobei seine Zähne mit den Zähnen des Hohlrades 33 in Eingriff treten. Das Planetenrad 35 wird koaxial von der Excenterwelle 34 getragen und dreht sich um eine Excenterachse ”Q”. Die Ausgangswelle 36 ist durch einen Bolzen koaxial mit der Nockenwelle 11 verbunden und dreht sich gemeinsam mit der Nockenwelle 11 um die Achse ”O”. Die Ausgangswelle 36 ist hierbei mit einer Eingriffsplatte 37 versehen, die eine scheibenförmige Platte mit der Mittelachse ”O” darstellt. Die Eingriffsplatte 37 besitzt eine Vielzahl von Eingriffslöchern 38, die in regelmäßigen Abständen um die Achse ”O” herum ausgebildet sind. Das Planetenrad 35 besitzt dagegen neun Eingriffsklauen 39, die um die Excenterachse ”Q” herum angeordnet sind und mit den Eingriffslöchern 38 einzeln in Eingriff treten.
Wenn die Motorwelle 14 in Bezug auf den Zahnkranz 32 keine Relativdrehung ausführt, dreht sich das Planetenrad 35 gemeinsam mit dem Zahnkranz 32 in der Uhrzeigerrichtung gemäß 4, wobei die Eingriffsstellung mit dem Hohlrad 33 aufrecht erhalten wird. Da hierbei die Eingriffsklauen 39 gegen die Innenseite der Eingriffsfläche 38 drücken, dreht sich die Ausgangswelle 36 in Uhrzeigerrichtung, ohne eine Relativdrehung in Bezug auf den Zahnkranz 32 auszuführen, wodurch die Drehbewegungsphase der Nockenwelle 11 in Relation zu der Kurbelwelle aufrecht erhalten wird.
Wenn die Motorwelle 14 eine Drehbewegung in Gegenuhrzeigerrichtung in Bezug auf den Zahnkranz 32 ausführt, dreht sich das Planetenrad 35 in Relation zu der Excenterachse 34 in Uhrzeigerrichtung, wodurch sich die Eingriffsstellung mit dem Hohlrad 33 verändert. Hierbei steigt die Druckkraft an, die von den Eingriffsklauen 39 auf die Innenseite der Eingriffslöcher 38 ausgeübt wird, sodass die Drehbewegungsphase der Ausgangswelle 36 in Relation zu dem Zahnkranz 32 vorverstellt wird. Auf diese Weise wird auch die Drehbewegungsphase der Nockenwelle 11 in Relation zu der Kurbelwelle und damit die Ventil-Steuerzeit vorverstellt.
Wenn dagegen die Motorwelle 14 eine Drehung in Uhrzeigerrichtung in Bezug auf den Zahnkranz 32 ausführt, dreht sich das Planetenrad 35 in Relation zu der Excenterachse 34 in Gegenuhrzeigerrichtung, wodurch sich wiederum die Eingriffsstellung mit dem Hohlrad 33 verändert. Hierbei steigt die Druckkraft an, die von den Eingriffsklauen 39 in Gegenuhrzeigerrichtung auf die Innenseite der Eingriffslöcher 38 ausgeübt wird, wodurch sich die Drehbewegungsphase der Ausgangswelle 36 in Relation zu dem Zahnkranz 32 verzögert. Auf diese Weise wird die Drehbewegungsphase der Nockenwelle 11 in Relation zu der Kurbelwelle und damit die Ventil-Steuerzeit verzögert.
Nachstehend wird der Aufbau der Motor-Antriebseinrichtung 100 der Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung 10 näher beschrieben. Bei der Spannung von Digitalsignalen werden hierbei ein hoher Spannungswert als H-Pegel und ein niedriger Spannungswert als L-Pegel bezeichnet.
Gemäß 6 umfasst die Motor-Antriebseinrichtung 100 eine Steuerschaltung 110, einen ersten Schalter 130, einen zweiten Schalter 140 und eine Treiberschaltung 150, die in geeigneten Positionen angeordnet sind, obwohl in 2 eine Anordnung der Motor-Treiberschaltung 100 außerhalb des Motors 12 schematisch dargestellt ist.
Die Steuerschaltung 110 umfasst einen Hauptsteuerteil 112 sowie einen Stromquellen- bzw. Stromversorgungs-Steuerteil 114. Der Hauptsteuerteil 112 steuert die Einstellung des Zündzeitpunkts, die Kraftstoffeinspritzung und dergleichen bei der Brennkraftmaschine und erzeugt ein Befehlssignal, das dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführt wird. Hierbei stellt der Hauptsteuerteil 112 einen Steuersollwert zum Antrieb des Motors 12 derart ein, dass eine korrekte Einstellung der Ventilsteuerzeiten für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfolgt. Dieser Steuersollwert stellt eine Solldrehzahl der Motorwelle 14 und/oder einen Solländerungsbetrag der Drehzahl der Motorwelle 14 und/oder eine Drehrichtung der Motorwelle 14 und/oder einen Laststrom des Motors 12 dar. Der Hauptsteuerteil 112 erzeugt hierbei Digitalsignale, die den Steuersollwert angeben, wobei ein einziges Hauptsteuersignal einen einzigen Steuersollwert oder mehrere Steuersollwerte angeben kann. Dieses Hauptsteuersignal entspricht dem erfindungsgemäßen Steuersignal.
Der Hauptsteuerteil 112 ist elektrisch mit einem ersten Drehzahlsensor 116 verbunden, über den ein erstes Drehzahlsignal zugeführt wird, dessen Frequenz die Drehzahl der Kurbelwelle angibt. Weiterhin ist der Hauptsteuerteil 112 elektrisch mit einem zweiten Drehzahlsensor 117 verbunden, über den ein zweites Drehzahlsignal zugeführt wird, dessen Frequenz die Drehzahl der Nockenwelle 11 angibt. Das erste und zweite Drehzahlsignal kann jeweils von Digitalsignalen oder Analogsignalen gebildet werden. Außerdem ist der Hauptsteuerteil 112 mit drei Hall-Elementen 18 verbunden, sodass ihm die Messsignale dieser Hall-Elemente zugeführt werden.
Der Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugt Befehlssignale für den Hauptsteuerteil 112 und ist elektrisch mit einem Schaltersensor 118 verbunden, der die Einschalt-/Abschaltstellung eines Zündschalters erfasst. Der Schaltersensor 118 gibt im Einschaltzustand des Zündschalters ein Digitalsignal mit H-Pegel und im Abschaltzustand des Zündschalters ein Digitalsignal mit L-Pegel ab. Weiterhin ist der Stromquellen-Steuerteil 114 elektrisch mit einem Schlüsselsensor 119 verbunden, über den erfasst wird, ob ein Zündschlüssel in ein Schlüsselloch eingeführt ist. Hierbei gibt der Schlüsselsensor 119 bei eingeführtem Zündschlüssel ein Digitalsignal mit H-Pegel und bei nicht eingeführtem Zündschlüssel ein Digitalsignal mit L-Pegel ab. Der Stromquellen-Steuerteil 114 wird von einer Batterie 120 mit elektrischer Energie versorgt, wenn das von dem Schlüsselsensor 119 abgegebene Signal den H-Pegel aufweist oder es erfolgt eine ständige elektrische Stromversorgung über die Batterie 120.
Der Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugt weiterhin ein erstes Stromquellen-Steuersignal zur Aktivierung der Treiberschaltung 150. Bei einem H-Pegel des ersten Stromquellen-Steuersignals wird die Stromquelle der Treiberschaltung 150 eingeschaltet, während bei einem L-Pegel des ersten Stromquellen-Steuersignals die Stromquelle der Treiberschaltung 150 abgeschaltet wird. Weiterhin erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 114 ein zweites Stromquellen-Steuersignal zur Aktivierung des Hauptsteuerteils 112. Bei einem H-Pegel des zweiten Stromquellen-Steuersignals wird die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 eingeschaltet, während bei einem L-Pegel des zweiten Stromquellen-Steuersignals die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 abgeschaltet wird.
Der erste Schalter 130 umfasst ein elektromagnetisches Relais mit mechanischen Kontakten und ist in einer elektrischen Stromversorgungsleitung 132 angeordnet, die die Batterie 120 mit der Treiberschaltung 150 verbindet. Der erste Schalter 130 ist hierbei mit dem Stromquellen-Steuerteil 114 verbunden, sodass ihm das von dem Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugte erste Stromquellen-Steuersignal zugeführt wird. Bei einem H-Pegel des ersten Stromquellen-Steuersignals wird der erste Schalter 130 eingeschaltet, sodass eine elektrische Stromversorgung von der Batterie 120 zu der Treiberschaltung 150 zu deren Aktivierung erfolgt. Bei einem L-Pegel des ersten Stromquellen-Steuersignals wird der erste Schalter 130 dagegen abgeschaltet, sodass die elektrische Stromversorgung der Batterie 120 zu der Treiberschaltung 150 unterbrochen und die Treiberschaltung 150 außer Betrieb gesetzt wird.
Der zweite Schalter 140 umfasst ebenfalls ein elektromagnetisches Relais mit mechanischen Kontakten und ist in einer elektrischen Stromversorgungsleitung 142 angeordnet, die die Batterie 120 mit dem Hauptsteuerteil 112 verbindet. Der zweite Schalter 140 ist hierbei ebenfalls mit dem Stromquellen-Steuerteil 114 verbunden, sodass ihm das von dem Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugte zweite Stromquellen-Steuersignal zugeführt wird. Bei einem H-Pegel des zweiten Stromquellen-Steuersignals wird der zweite Schalter 140 eingeschaltet, sodass eine elektrische Stromversorgung von der Batterie 120 zu dem Hauptsteuerteil 112 zu dessen Aktivierung erfolgt. Bei einem L-Pegel des zweiten Stromquellen-Steuersignals wird der zweite Schalter 140 dagegen abgeschaltet, wodurch die elektrische Stromversorgung von der Batterie 120 zu dem Hauptsteuerteil 112 unterbrochen und der Hauptsteuerteil 112 außer Betrieb gesetzt werden.
Die Treiberschaltung 150 umfasst einen Stromzuführungsbereich 152 und einen Messbereich 154.
Wie in 5 veranschaulicht ist, umfasst der Stromzuführungsbereich 152 eine Brückenschaltung 156 mit drei Zweigen 155, die jeweils mit einem Anschluss 23 des Motors 12 verbunden sind. Hierbei ist ein Endanschluss der jeweiligen Zweige 155 mit der elektrischen Stromversorgungsleitung 132 verbunden, während der andere Endanschluss an Masse liegt. In jedem Zweig 155 sind zwei Schaltelemente 158a, 158b z. B. in Form von Feldeffekttransistoren vorgesehen, wobei zwischen zwei jeweiligen Schaltelementen 158a, 158b ein Verbindungspunkt 157 angeordnet ist, über den der jeweilige Zweig 155 mit einem der Anschlüsse 23 des Motors 12 verbunden ist.
Wie in 6 veranschaulicht ist, ist der Stromzuführungsbereich 152 elektrisch mit dem Hauptsteuerteil 112 verbunden, sodass ihm das von dem Hauptsteuerteil 112 erzeugte Hauptsteuersignal zugeführt wird. Ferner ist der Stromzuführungsbereich 152 mit den drei Hall-Elementen 18 verbunden und erhält auf diese Weise deren Messsignale. Der Stromzuführungsbereich 152 legt in Abhängigkeit von dem Hauptsteuersignal und den Messsignalen Schaltmuster fest, wobei dann die Schaltelemente 158a, 158b in Abhängigkeit von diesen Schaltmustern durchgeschaltet und gesperrt werden. Hierdurch wird der Motor 12 zur Realisierung des von dem Hauptsteuersignal repräsentierten Steuersollwertes erregt.
Ein jeweiliges Widerstandselement 162 ist in jedem Zweig 155 zwischen dem Schaltelement 158a und einem Verbindungspunkt 161 angeordnet, mit dem die Stromversorgungsleitung 132 elektrisch verbunden ist.
Der Messbereich 154 ist mit den beiden Endanschlüssen der jeweiligen Widerstandselemente 162 verbunden, um den uber das jeweilige Widerstandselement 162 fließenden Strom zu erfassen, der den Stromzufuhrungszustand des Motors 12 wiedergibt. Der Messbereich 154 ist mit dem Stromquellen-Steuerteil 114 zur Erzeugung von Digitalsignalen elektrisch verbunden, die den über das jeweilige Widerstandselement 162 fließenden Strom angeben und als Kontroll- oder Warnsignale dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführt werden.
Nachstehend werden Betrieb und Wirkungsweise der Motor-Antriebseinrichtung 100 näher beschrieben. Hierbei wird eine Ventilsteuerzeit für das Anlassen bzw. Starten der Brennkraftmaschine als Start-Ventilsteuerzeit bezeichnet, während eine Ventilsteuerzeit direkt nach erfolgtem Starten der Brennkraftmaschine als Nachstart-Ventilsteuerzeit bezeichnet wird.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm, das diesen Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung 100 veranschaulicht. Wenn der Zündschlüssel bei abgestellter Brennkraftmaschine in das Zündschlüsselloch (Zündschloss) eingeführt wird, wird dem Stromquellen-Steuerteil 114 von dem Schlüsselsensor 119 ein Signal mit H-Pegel zugeführt, durch das in einem Schritt S1 festgestellt wird, dass der Zündschlüssel in das Zündschlüsselloch eingeführt ist. Der Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugt sodann in einem Schritt S2 das erste Stromquellen-Steuersignal mit H-Pegel und das zweite Stromquellen-Steuersignal mit H-Pegel, wodurch der erste Schalter 130 und der zweite Schalter 140 eingeschaltet und damit die Treiberschaltung 150 und der Hauptsteuerteil 112 mit Strom versorgt werden. Die jeweilige Stromquelle der Treiberschaltung 150 und des Hauptsteuerteils 112 wird hierbei im Einschaltzustand gehalten, bis ein in einem Schritt S17 erfolgender Vorgang oder ein Ausfallsicherheitsbetrieb bzw. Betriebssicherungsvorgang ausgeführt werden.
In einem Schritt S3 erzeugt der in Betrieb genommene Hauptsteuerteil 112 das Hauptsteuersignal bis zur Ausführung eines in einem Schritt S7 erfolgenden Vorgangs. Der Hauptsteuerteil 112 legt hierbei den Steuersollwert zur Realisierung der Start-Ventilsteuerzeit auf der Basis der Messsignale der Hall-Elemente 18 fest und erzeugt sodann das den Steuersollwert angebende Hauptsteuersignal. Der Stromzuführungsbereich 152 treibt sodann in einem Schritt S4 den Motor 12 entsprechend dem Hauptsteuersignal derart an, dass die Drehbewegungsphase der Ausgangswelle 36 in Relation zu dem Zahnkranz 32 durch den Phasenänderungsmechanismus 30 auf die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt wird.
Wenn die Zündung eingeschaltet wird, wird dem Stromquellen-Steuerteil 114 von dem Schaltersensor 18 ein Signal mit H-Pegel zugeführt, wodurch in einem Schritt S5 die Feststellung erfolgt, dass ein Startbefehl vorliegt. In einem Schritt S6 erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 114 sodann ein dem Hauptsteuerteil 112 zugeführtes Befehlssignal. Der Hauptsteuerteil 112 leitet daraufhin in einem Schritt S7 die Zündung und Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine ein und erzeugt das Hauptsteuersignal bis zur Ausführung eines in einem Schritt S10 erfolgenden Vorgangs. Gleichzeitig legt der Hauptsteuerteil 112 den Steuersollwert zur Realisierung der Nachstart-Ventilsteuerzeit entsprechend den Messsignalen der Hall-Elemente 18 fest und erzeugt das den Steuersollwert angebende Hauptsteuersignal. In einem Schritt S8 erregt dann der mit dem Hauptsteuersignal beaufschlagte Stromzuführungsbereich 152 den Motor 12 auf der Basis des Hauptsteuersignals derart, dass die Drehbewegungsphase der Ausgangswelle 36 in Relation zu dem Zahnkranz 32 von dem Phasenänderungsmechanismus 30 auf die Nachstart-Ventilsteuerzeit eingestellt wird.
Wenn nach dem Starten der Brennkraftmaschine die Drehzahlen der Kurbelwelle und der Nockenwelle 11 nicht unter dem unteren Grenzwert des Messsignals des ersten Drehzahlsensors 116 und des zweiten Drehzahlsensors 117 liegen, erhält und erfasst der Hauptsteuerteil 112 in einem Schritt S9 das erste Drehzahlsignal und das zweite Drehzahlsignal. Hierbei erfasst der Hauptsteuerteil 112 eine Spannungsänderung in den von dem ersten Drehzahlsensor 116 und dem zweiten Drehzahlsensor 117 erhaltenen Signalen zur Feststellung der Erfassung des ersten und zweiten Drehzahlsignals. Wenn sowohl das erste als auch das zweite Drehzahlsignal erfasst sind, erzeugt der Hauptsteuerteil 112 in einem Schritt S10 sodann ein Hauptsteuersignal zur Realisierung einer geeigneten bzw. korrekten Ventilsteuerzeit. Der Stromzuführungsbereich 152 treibt daraufhin in einem Schritt S11 den Motor 12 in Abhängigkeit von diesem Steuersignal an. Die Drehbewegungsphase der Ausgangswelle 36 in Relation zu dem Zahnkranz 32 wird hierbei von dem Phasenänderungsmechanismus 30 in eine zur Realisierung der korrekten Ventilsteuerzeit geeignete Drehbewegungsphase gebracht oder in dieser gehalten.
Wenn die Zündung abgeschaltet wird, erhält der Stromquellen-Steuerteil 114 von dem Schaltersensor 18 ein Signal mit L-Pegel, wodurch in einem Schritt S12 die Feststellung erfolgt, dass eine Abstellanweisung erfasst worden ist. In einem Schritt S13 erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 114 sodann ein dem Hauptsteuerteil 112 zugeführtes Befehlssignal. Der Hauptsteuerteil 112 stellt daraufhin die Zündung und die Kraftstoffeinspritzung der Brennkraftmaschine ab, wobei die Brennkraftmaschine auf Grund ihres Trägheitsmoments weiterläuft, und erzeugt in einem Schritt S14 ein Hauptsteuersignal bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer T1. Gleichzeitig legt der Hauptsteuerteil 112 den Steuersollwert zur Realisierung der Start-Ventilssteuerzeit in Abhängigkeit von dem ersten und zweiten Drehzahlsignal oder den Messsignalen der Hall-Elemente 18 fest und erzeugt das den Steuersollwert angebende Hauptsteuersignal. Die vorgegebene Zeitdauer T1 wird in dem Hauptsteuerteil 112 vorgespeichert und ist länger als eine Zeitdauer vom Zeitpunkt einer bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgenden Abstellung der Zündung und Kraftstoffeinspritzung bis zum Zeitpunkt eines vollständigen Stillstands der Brennkraftmaschine. In einem Schritt S15 erregt der das Hauptsteuersignal erhaltende Stromzuführungsbereich 152 bis zum Ablauf der Zeitdauer T1 dann den Motor 12 auf der Basis des Hauptsteuersignals derart, dass die Drehbewegungsphase der Ausgangswelle 36 in Relation zu dem Zahnkranz 32 von dem Phasenänderungsmechanismus auf die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt und in dieser gehalten wird.
Wenn eine vorgegebene Zeitdauer T2 nach der Erzeugung des Befehlssignals im Schritt S13 vergangen ist, erzeugt der Hauptsteuerteil 112 in einem Schritt S16 ein dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführtes Befehlssignal. Die in dem Hauptsteuerteil 112 gespeicherte Zeitdauer T2 ist hierbei länger als die Zeitdauer T1, bei der der Motor 12 auf der Basis des Hauptsteuersignals mit Strom versorgt wird. Der Stromquellen-Steuerteil 114 erhält das Befehlssignal zur Erzeugung des ersten und zweiten Stromquellen-Steuersignals mit L-Pegel in einem Schritt S17. Hierdurch werden der erste Schalter 130 und der zweite Schalter 140 zur gleichzeitigen Öffnung der Kontakte 137, 147 angesteuert, sodass die jeweilige Stromquelle der Treiberschaltung 150 und des Hauptsteuerteils 112 abgeschaltet wird. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Zeitdauer T2 länger als die Zeitdauer T1 ist, wird die jeweilige Stromquelle der Treiberschaltung 150 und des Hauptsteuerteils 112 erst nach der Ausführung des im Schritt S15 erfolgenden Vorgangs abgeschaltet.
Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß 7 wird nachstehend ein Ausfallsicherheitsbetrieb der Motor-Antriebseinrichtung 100 näher beschrieben.
Wenn ein Masseschluss an den Verbindungspunkten 157 auftritt, sodass der Brückenschaltung 156 und den Wicklungen 22 ein Überstrom zugeführt wird, erzeugt der Messbereich 154 in einem Schritt S21 ein Kontroll- oder Warnsignal, das das Vorliegen eines Störzustands anzeigt. Bei Zuführung dieses Warnsignals trifft der Stromquellen-Steuerteil 114 sodann in einem Schritt S22 auf der Basis des Warnsignals die Feststellung, dass die Erfassung eines Stromversorgungs-Störzustands vorliegt. In einem Schritt S23 erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 114 daraufhin das erste Stromquellen-Steuersignal mit L-Pegel, wodurch der Kontakt 137 des ersten Schalters 130 zum Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung 150 geöffnet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel hält somit der Stromquellen-Steuerteil 114 den H-Pegel des zweiten Stromquellen-Steuersignals aufrecht, wodurch die Kontakte 147 des zweiten Schalters 140 geschlossen und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 eingeschaltet bleiben.
Die Steuerschaltung 110, der erste Schalter 130 und der zweite Schalter 140 entsprechen hierbei der erfindungsgemäßen Stromquellen-Steuereinrichtung, während die Steuerschaltung 110, der Schaltersensor 118 und der Schlüsselsensor 119 der erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung entsprechen.
Wenn somit bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel das Einführen des Zündschlüssels vor dem Anlassen bzw. Starten der Brennkraftmaschine erfasst wird, wird die jeweilige Stromquelle bzw. Stromversorgung der Treiberschaltung 150 und des Hauptsteuerteils 112 eingeschaltet, um den Motor 12 auf der Basis des Hauptsteuersignals anzutreiben. Zum Zeitpunkt des Startens der Brennkraftmaschine erfolgt die Ventilsteuerung somit mit der Start-Ventilsteuerzeit. Da die erst kurz vor dem Startbefehl erfolgende Einführung des Zündschlüssels das Einschalten der Stromquelle und damit die Erregung des Motors 12 bewirkt, wird die Zeitdauer, in der die Stromquelle und damit der Motor 12 eingeschaltet sind, minimal gehalten, wodurch sich der elektrische Stromverbrauch reduzieren lässt. Die Einführung des Zündschlüssels führt zu einer gleichzeitigen Betätigung des ersten Schalters 130 und des zweiten Schalters 140, sodass die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig eingeschaltet werden. Dies vereinfacht den Betrieb des Stromquellen-Steuerteils 114.
Wenn der Anlassbefehl erfasst wird, werden die Treiberschaltung 150 und der Motor 12 durch das Hauptsteuersignal unabhängig von dem Drehzahlsignal aktiviert, auch wenn das erste und zweite Drehzahlsignal noch nicht erfasst worden sind. Während der Zeitdauer vom Anlassen bzw. Starten der Brennkraftmaschine bis zu der Erfassung des ersten und zweiten Drehzahlsignals wird somit die Nachstart-Ventilsteuerzeit kontinuierlich aufrecht erhalten.
Wenn bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Abstellanweisung bzw. ein Abstellbefehl für die Brennkraftmaschine erfasst wird, bleiben die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 bis zum Ablauf der Zeitdauer T2 eingeschaltet. Hierbei treibt die Treiberschaltung 150 den Motor 12 in Abhängigkeit von dem vom Hauptsteuerteil 112 zugeführten Hauptsteuersignal bis zum Ablauf der Zeitdauer T1 an, die kürzer als die Zeitdauer T2 ist. Da die Zeitdauer T1 und die Zeitdauer T2 länger sind als die Zeitdauer vom Zeitpunkt einer bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgenden Abstellung der Zündung und Kraftstoffeinspritzung bis zum Zeitpunkt eines vollständigen Stillstands der Brennkraftmaschine, stimmt die Ventilsteuerzeit im vollständigen Stillstand der Brennkraftmaschine mit der Start-Ventilsteuerzeit überein, sodass die Brennkraftmaschine mit der Start-Ventilsteuerzeit wieder gestartet werden kann. Da die Zeitdauer T1 und die Zeitdauer T2 vorgespeichert sind, erübrigt sich eine Bestimmung dieser Zeiten. Der Stromquellen-Steuerteil 114 steuert gleichzeitig den ersten Schalter 130 und den zweiten Schalter 140, sodass die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig abgeschaltet werden, wodurch sich die von dem Stromquellen-Steuerteil 114 durchgeführte Steuerung vereinfacht.
Wenn der Treiberschaltung 150 und dem Motor 12 ein Überstrom zugeführt wird, wird die Stromquelle der Treiberschaltung 150 zwangsweise abgeschaltet, um Funktionsbeeinträchtigungen der Treiberschaltung 150 und des Motors 12 zu vermeiden. Die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 wird jedoch unabhängig davon im Einschaltzustand gehalten, sodass die Steuerung der Brennkraftmaschine über den Hauptsteuerteil 112 weiterhin erfolgen kann.
Zweites Ausführungsbeispiel
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels dar. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht. In 8 entsprechen die Schritte S31 bis S43 den Schritten S1 bis S13 gemäß 1. Bei der Zuführung des im Schritt S43 erzeugten Befehlssignals erzeugt der Hauptsteuerteil 112 im Schritt S44 das Hauptsteuersignal bis zum vollständigen Stillstand der auf Grund ihres Trägheitsmoments weiterlaufenden Brennkraftmaschine. Hierbei schätzt der Hauptsteuerteil 112 eine Zeit t1, bei der die Brennkraftmaschine vollständig zum Stillstand gekommen ist, in Abhängigkeit von dem ersten und/oder dem zweiten Drehzahlsignal. Sodann legt der Hauptsteuerteil 112 den Steuersollwert zur Realisierung der Start-Ventilsteuerzeit zur Zeit t1 auf der Basis des ersten und zweiten Drehzahlsignals oder auf der Basis der Messsignale der Hall-Elemente 18 fest, falls kein Drehzahlsignal abgegeben wird. Sodann wird ein den Steuersollwert angebendes Hauptsteuersignal erzeugt. Nach der Ausführung des Schrittes S44 erfolgt sodann die Ausführung von Schritten S45 bis S47, die den in den Schritten S15 bis S17 gemäß 1 ausgeführten Vorgängen entsprechen. Die Zeitdauer T2 im Schritt S46 ist hierbei länger als die Zeitdauer vom Zeitpunkt einer bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgenden Abstellung der Zündung und Kraftstoffeinspritzung bis zum Zeitpunkt eines vollständigen Stillstands der Brennkraftmaschine.
Da bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Motor 12 auch nach der Erzeugung des Maschinen-Abstellbefehls erregt wird, kann die Ventilsteuerzeit zur Zeit t1 auf die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt und die Brennkraftmaschine somit in einem Zustand wieder gestartet werden, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit vorliegt.
Drittes Ausführungsbeispiel
Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels dar. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht.
In 9 entsprechen die Schritte S51 bis S65 den Schritten S31 bis S45 gemäß 8. Im Schritt S66 erzeugt der Hauptsteuerteil 112 zur Zeit t1 ein dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführtes Befehlssignal. Der dieses Befehlssignal erhaltende Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugt dann in einem Schritt S67 das erste Stromquellen-Steuersignal und das zweite Stromquellen-Steuersignal, wodurch die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig eingeschaltet werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel bleiben die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 bis zum vollständigen Stillstand der Brennkraftmaschine im Einschaltzustand, wobei die Treiberschaltung 150 den Motor 12 in Abhängigkeit von dem vom Hauptsteuerteil 112 abgegebenen Hauptsteuersignal erregt. Die Ventilsteuerzeit t1 entspricht daher der Start-Ventilsteuerzeit, sodass die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden kann, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt ist. Außerdem stimmt die Zeitdauer, während der die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 nach der Erzeugung des Abstellbefehls eingeschaltet sind, mit der Zeitdauer überein, während der der Motor 12 nach der Erzeugung des Abstellbefehls erregt ist.
Viertes Ausführungsbeispiel
Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels dar. 10 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht.
Bei dem Ablaufdiagramm gemäß 10 entsprechen die Schritte S71 bis S83 den Schritten S31 bis S43 gemäß 8. Im Schritt S84 erzeugt der das im Schritt S83 erzeugte Befehlssignal erhaltende Hauptsteuerteil 112 ein Hauptsteuersignal während des auf Grund ihres Trägheitsmoments erfolgenden Weiterlaufens der Brennkraftmaschine, bis die Ventilsteuerzeit mit der Soll-Ventilsteuerzeit übereinstimmt. Der Hauptsteuerteil 112 schätzt die Zeit t1, bei der die Brennkraftmaschine vollständig zum Stillstand gekommen ist, in der gleichen Weise wie im Falle des Schrittes S44. Der Hauptsteuerteil 112 berechnet hierbei eine Soll-Ventilsteuerzeit zu einer vor der Zeit t1 liegenden Zeit t2 derart, dass die Start-Ventilsteuerzeit zur Zeit t1 entsprechend dem ersten Drehzahlsignal und dem zweiten Drehzahlsignal erhalten werden kann. Der Hauptsteuerteil 112 erzeugt somit ein Hauptsteuersignal, das einen die Soll-Ventilsteuerzeit zur Zeit t2 enthaltenden Steuersollwert angibt. Nach der Ausführung des Schrittes S84 werden in Schritten S85 bis S87 dann die Vorgänge gemäß den Schritten S45 bis S47 ausgeführt, die wiederum den Schritten S15 bis S17 entsprechen.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel wirkt der zur Zeit t2 nach der Erzeugung des Abstellbefehls abgeschaltete Motor 12 als Last bzw. Verbraucher, durch den die Ventilsteuerzeit der trägheitsbedingt weiterlaufenden Brennkraftmaschine verändert wird. Zur Zeit t1 ist die Ventilsteuerzeit eingestellt, sodass die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden kann, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit vorliegt.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels dar. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht.
Bei dem Ablaufdiagramm gemäß 11 entsprechen die Schritte S91 bis S105 den Schritten S71 bis S85 gemäß 10. In einem Schritt S106 erzeugt der Hauptsteuerteil 112 dann ein dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführtes Befehlssignal. In einem Schritt S107 erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 114 das erste und zweite Stromquellen-Steuersignal mit L-Pegel, sodass die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig abgeschaltet werden.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel bleiben die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 bis zum Vorliegen der Soll-Ventilsteuerzeit zur Zeit t2 eingeschaltet, um den Motor 12 auf der Basis des Hauptsteuersignals auch nach der Erzeugung des Abstellbefehls für die Brennkraftmaschine zu erregen. Der Motor 12, der dann zur Zeit t2 nach der Erzeugung des Abstellbefehls abgeschaltet wird, dient hierbei als Last bzw. Verbraucher, durch den die Ventilsteuerzeit der auf Grund ihres Trägheitsmoments weiterlaufenden Brennkraftmaschine verandert wird. Zur Zeit t1 ist dann die Ventilsteuerzeit auf die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt, sodass die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden kann, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit vorliegt. Die Periode, in der die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 nach der Erzeugung des Abstellbefehls eingeschaltet bleiben, stimmt hierbei im wesentlichen mit der Zeitdauer überein, in der der Motor 12 nach der Erzeugung des Abstellbefehls eingeschaltet ist, wodurch sich ein verringerter elektrischer Stromverbrauch ergibt.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ebenfalls eine Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels dar. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht.
Bei dem Ablaufdiagramm gemäß 12 entsprechen die Schritte S111 bis S125 den Schritten S71 bis S85 gemäß 10. In einem Schritt S126 erzeugt der Hauptsteuerteil 112 sodann zu der nach der Zeit t2 liegenden Zeit t1 ein dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführtes Befehlssignal. In einem Schritt S127 erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 114 daraufhin das erste und zweite Stromquellen-Steuersignal mit L-Pegel, sodass die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig abgeschaltet werden.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel bleiben somit die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 bis zum vollständigen Stillstand der Brennkraftmaschine eingeschaltet. Der Motor wird hierbei auf der Basis des von dem Hauptsteuerteil 112 abgegebenen Hauptsteuersignals auch nach der Erzeugung des Abstellbefehls für die Brennkraftmaschine erregt, bis die Soll-Ventilsteuerzeit zu der vor der Zeit t1 liegenden Zeit t2 eingestellt ist. Der Motor 12, der zu der Zeit t2 nach der Erzeugung des Abstellbefehls abgeschaltet wird, dient auf diese Weise als Last bzw. Verbraucher, durch den die Ventilsteuerzeit der auf Grund ihres Trägheitsmoments weiterlaufenden Brennkraftmaschine verändert wird. Zur Zeit t1 ist die Ventilsteuerzeit dann auf die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt, sodass die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden kann, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit vorliegt.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels dar. 13 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht.
Bei dem Ablaufdiagramm gemäß 13 entsprechen die Schritte S131 bis S143 den Schritten S31 bis S43 gemäß 8. In einem Schritt S144 erzeugt der Hauptsteuerteil 112 ein Hauptsteuersignal bei auf Grund ihres Trägheitsmoments weiterlaufender Brennkraftmaschine, bis ein in einem Schritt S147 oder in einem Schritt S148 erfolgender Vorgang ausgeführt ist. Der Hauptsteuerteil 112 schätzt die Zeit t1 und legt den Steuersollwert in der gleichen Weise wie im Schritt S44 des zweiten Ausführungsbeispiels fest. Der das von dem Hauptsteuerteil 112 erzeugte Hauptsteuersignal erhaltende Stromzuführungsbereich 152 erregt dann in einem Schritt S145 den Motor 12 auf der Basis dieses Hauptsteuersignals. In einem Schritt S146 ermittelt der Hauptsteuerteil 112 sodann, ob die Ventilsteuerzeit vor der Zeit t1 mit der Start-Ventilsteuerzeit übereinstimmt. Hierbei berechnet der Hauptsteuerteil 112 die Ist-Ventilsteuerzeit auf der Basis des ersten und des zweiten Drehzahlsignals oder auf der Basis der Messsignale der Hall-Elemente 18. Sodann führt der Hauptsteuerteil 112 die vorstehend beschriebene Bestimmung durch Vergleich der berechneten Ist-Ventilsteuerzeit mit der vorgespeicherten Start-Ventilsteuerzeit durch.
Wenn hierbei festgestellt wird, dass die Ventilsteuerzeit vor der Zeit t1 mit der Start-Ventilsteuerzeit übereinstimmt, führt der Hauptsteuerteil 112 in einem Schritt S147 eine Aufrechterhaltungssteuerung durch, bei der ein den Steuersollwert angebendes Hauptsteuersignal erzeugt wird, um die Start-Ventilsteuerzeit bis zu der Zeit t1 auf der Basis des ersten und des zweiten Drehzahlsignals oder auf der Basis der Messsignale der Hall-Elemente 18 aufrecht zu erhalten, falls das erste und das zweite Drehzahlsignal nicht erzeugt werden.
Wenn dagegen festgestellt wird, dass die Ventilsteuerzeit vor der Zeit t1 nicht mit der Start-Ventilsteuerzeit übereinstimmt, wird in einem Schritt S148 eine Zusatzsteuerung ausgeführt, bei der ein Steuersollwert zusätzlich auf der Basis der Messsignale der Hall-Elemente 18 vorgegeben wird, bis die Ventilsteuerzeit mit der Start-Ventilsteuerzeit übereinstimmt und das den Steuersollwert angebende Hauptsteuersignal erzeugt wird.
Nach der Ausfuhrung des Schrittes S147 oder S148 wird dann auf die Ausführung von Schritten S149 bis S151 übergegangen, die den Schritten S45 bis S47 des zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen.
Auch bei dem siebten Ausführungsbeispiel wird somit der Motor 12 dahingehend betrieben, dass die Ventilsteuerzeit zu der Zeit t1 auch nach der Erzeugung des Maschinen-Abstellbefehls mit der Start-Ventilsteuerzeit übereinstimmt. Bei dem siebten Ausführungsbeispiel wird berücksichtigt, dass die Start-Ventilsteuerzeit einerseits bereits vor der Zeit t1 vorliegen oder andererseits auf Grund von Störungen auch nach der Zeit t1 nicht realisiert werden kann. Da der Motor 12 jedoch bis zum vollständigen Stillstand der Brennkraftmaschine erregt wird, bleibt er auch bei Vorliegen der Start-Ventilsteuerzeit vor der Zeit t1 eingeschaltet, um die Start-Ventilsteuerzeit bis zu der Zeit t1 aufrecht zu erhalten. Wenn dagegen die Start-Ventilsteuerzeit auch bei der Zeit t1 nicht vorliegt, wird der Motor 12 betrieben, bis die Start-Ventilsteuerzeit eingestellt ist. Auf diese Weise kann die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit zuverlässig vorliegt.
Achtes Ausführungsbeispiel
Ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des siebten Ausführungsbeispiels dar. 14 zeigt ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb der Motor-Antriebseinrichtung veranschaulicht.
Bei dem Ablaufdiagramm gemäß 14 entsprechen die Schritte S161 bis S179 den Schritten S131 bis S149 des siebten Ausführungsbeispiels. In einem Schritt S180 erzeugt der Hauptsteuerteil 112 ein dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführtes Befehlssignal, wenn sich die Brennkraftmaschine vollständig im Stillstand befindet und die Ventilsteuerzeit mit der Start-Ventilsteuerzeit übereinstimmt. Der dieses Befehlssignal erhaltende Stromquellen-Steuerteil 114 erzeugt dann in einem Schritt S181 das erste und das zweite Stromquellen-Steuersignal mit L-Pegel, sodass die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig abgeschaltet werden.
Bei dem achten Ausführungsbeispiel sind somit die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 auch nach der Erzeugung des Maschinen-Abstellbefehls eingeschaltet, wobei die Treiberschaltung 150 den Motor 12 in Abhängigkeit von dem von dem Hauptsteuerteil 112 abgegebenen Hauptsteuersignal erregt. Hierdurch wird die Start-Ventilsteuerzeit in der gleichen Weise wie im Falle des siebten Ausführungsbeispiels aufrecht erhalten, sodass die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden kann, bei dem die Start-Ventilsteuerzeit vorliegt. Die Zeitdauer, bei der die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 eingeschaltet sind, ist im wesentlichen gleich der Zeitdauer, während der der Motor 12 nach der Erzeugung des Maschinen-Abstellbefehls eingeschaltet ist, wodurch sich der elektrische Stromverbrauch verringert.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels dar. 15 zeigt eine schematische Darstellung der Motor-Antriebseinrichtung gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel.
Bei der Motor-Antriebseinrichtung 200 ist ein Stromquellen-Steuerteil 202 einer Steuerschaltung 201 nicht mit dem Schlüsselsensor 119 verbunden. Wie in 16 veranschaulicht ist, trifft bei abgestellter Brennkraftmaschine beim Einschalten des Zündschalters der Stromquellen-Steuerteil 202 bei Zuführung des Signals mit H-Pegel vom Schaltersensor 118 in einem Schritt S191 die Feststellung, dass die Erfassung eines Maschinen-Startbefehls vorliegt. Sodann erzeugt der Stromquellen-Steuerteil 202 in einem Schritt S192 das dem Hauptsteuerteil 112 und der Treiberschaltung 150 zugeführte erste und zweite Stromquellen-Steuersignal. Durch das einen H-Pegel aufweisende erste und zweite Stromquellen-Steuersignal werden die Kontakte 137, 147 des ersten Schalters 130 und des zweiten Schalters 140 geschlossen, sodass die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 gleichzeitig eingeschaltet werden. Die Stromquelle der Treiberschaltung 150 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 113 werden zur Ausführung eines Schrittes S203 oder eines Betriebssicherungsvorgangs im Einschaltzustand erhalten.
Der das Befehlssignal von dem Stromquellen-Steuerteil 202 erhaltende Hauptsteuerteil 112 startet dann die Brennkraftmaschine und erzeugt in einem Schritt S193 das Hauptsteuersignal in der gleichen Weise wie im Falle des Schrittes S7 des ersten Ausführungsbeispiels. Sodann erfolgt die Ausführung von Schritten S194 bis S203, die den in den Schritten S8 bis S17 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführten Vorgängen entsprechen. Die Steuerschaltung 110 und der Schaltersensor 118 entsprechen hierbei der erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung.
Da bei dem neunten Ausführungsbeispiel der Stromquellen-Steuerteil 202 gleichzeitig den ersten Schalter 130 und den zweiten Schalter 140 zum Einschalten der Stromquelle der Treiberschaltung 150 und des Hauptsteuerteils 112 steuert, lässt sich der von dem Stromquellen-Steuerteil 202 durchgeführte Steuerablauf vereinfachen.
Zehntes Ausführungsbeispiel
In den 17 bis 21 ist eine Ventilhub-Einstelleinrichtung gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Mit Hilfe der Ventilhub-Einstelleinrichtung 300 wird unter Verwendung des Drehmoments eines Motors 320 ein Maximalwert eines Einlassventilhubs eingestellt, der eine der Ventil-Einstellgrößen darstellt.
Die Ventilhub-Einstelleinrichtung 300 umfasst ein Stellglied 310, das ein Steuerachsenelement 330 in der Axialrichtung antreibt, sowie einen (nicht dargestellten) Hubeinstellmechanismus, der den Betrag eines maximalen Ventilhubs in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerachsenelements 330 einstellt. Das in 17 dargestellte Stellglied 310 umfasst einen Motor 320, das Steuerachsenelement 330, einen Übertragungsabschnitt 340, einen (in 19 gezeigten) Antriebsnocken 350, einen Winkelsensor 360 und eine Motor-Antriebseinrichtung 370.
Der Motor 320 wird von einem Gleichstrommotor gebildet, der einen mit einer Wicklung versehenen Rotor bzw. Anker 322 und einen außerhalb des Rotors bzw. Ankers 322 angeordneten Permanentmagneten 324 aufweist. An einem Ende einer sich mit dem Rotor bzw. Anker 322 drehenden Motorwelle 326 ist ein Motorritzel 328 angeordnet.
Das Steuerachsenelement 330 ist an einem Ende mit einem Halterungsrahmen 341 des Übertragungsabschnitts 340 und an seinem anderen Ende mit dem Hubeinstellmechanismus verbunden. Hierbei verläuft das Steuerachsenelement 330 im wesentlichen senkrecht zu der Motorwelle 326. Wie in den 18 und 19 veranschaulicht ist, steht ein Verbindungselement 332, das das eine Ende des Steuerachsenelements 330 darstellt, mit einem Verbindungselement 342 des Halterungsrahmens 341 in Eingriff und ist mit diesem über eine Schelle 346 verbunden, die zwischen dem Verbindungselement 332 und dem Verbindungselement 342 zur Zusammenfügung der Verbindungselemente 332, 342 angeordnet ist.
Der Übertragungsabschnitt 340 umfasst den eine rechteckige Kastenform aufweisenden Halterungsrahmen 341 sowie eine Rolle 344, die an dem Halterungsrahmen 341 auf der gegenüberliegenden Seite des Steuerachsenelements 330 drehbar angeordnet ist. Ein Nockenachsenelement 352 des Antriebsnockens 350 ist in den Innenraum des Halterungsrahmens 341 eingeführt. Der Antriebsnocken 350 besitzt eine Nockenfläche 353, die sich in Berührung mit der Rolle 354 befindet. An den beiden Enden des Nockenachsenelements 352 ist jeweils ein Nockenzahnrad 354 bzw. ein Nockenzahnrad 356 angeordnet. Das Nockenzahnrad 354 steht hierbei zur Bildung eines Untersetzungsmechanismus mit dem Motorritzel 328 in Eingriff, wobei das Nockenachsenelement 352 parallel zu der Motorwelle 326 angeordnet ist. Der Drehwinkelbereich des Nockenzahnrads 354 ist dadurch eingeschränkt, dass zwei, an dem Nackenzahnrad 354 ausgebildete (nicht dargestellte) Vorsprünge mit Eingriffselementen bzw. Anschlägen 358, 359 in Berührung gebracht werden.
Der Winkelsensor 360 umfasst ein mit dem Nockenzahnrad 356 in Eingriff stehendes Sensorzahnrad 362 und erfasst den Drehwinkel eines (nicht dargestellten) Sensordrehelements durch die Wirkverbindung des Sensorzahnrads 362 mit dem Sensordrehelement und den Hall-Elementen. Das Messsignal des Winkelsensors 360 wird der Motor-Antriebseinrichtung 370 zugeführt.
Die Motor-Antriebseinrichtung 370 erregt sodann die Wicklung des Rotors bzw. Ankers 362 zum Antrieb der Motorwelle 326 in einer Normalrichtung oder einer Gegenrichtung.
Nachstehend wird die Wirkungsweise der Ventilhub Einstelleinrichtung 300 näher beschrieben. Wenn die Motorwelle 326 in Drehung versetzt wird, wird das Drehmoment des Motors 320 über das Motorritzel 328 und das Nockenzahnrad 354 auf den Antriebsnocken 350 übertragen. Wenn der Antriebsnocken 350 dann in Berührung mit der Rolle 344 eine Drehbewegung ausführt, bewegt sich der Halterungsrahmen 341 in der Axialrichtung des Steuerachsenelements 330 hin und her. Der Ventilhub-Einstellmechanismus stellt hierbei den maximalen Ventilhub in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerachsenelements 330 ein, das sich entlang des Nockenprofils der Nockenflache 353 des Antriebsnockens 350 bewegt.
Die Motor-Antriebseinrichtung 370 besitzt einen ähnlichen Aufbau wie die Motor-Antriebseinrichtung 100 des ersten Ausführungsbeispiels, wobei auf die unterschiedlichen Merkmale nachstehend näher eingegangen wird. Hierbei sind der Motor-Antriebseinrichtung 100 entsprechende Bauteile und Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
Wie in 20 veranschaulicht ist, legt ein Hauptsteuerteil 374 einer Steuerschaltung 372 einen Steuersollwert zum Antrieb des Motors 320 zur Realisierung eines für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geeigneten maximalen Ventilhubs fest. Hierbei wird dem Hauptsteuerteil 374 von dem Winkelsensor 360 ein Messsignal zugeführt.
Ein Stromzuführungsbereich 382 einer Treiberschaltung 380 umfasst in der in 21 veranschaulichten Weise eine Brückenschaltung 386, bei der einer der Zweige 155 der Brückenschaltung 156 des ersten Ausführungsbeispiels entfallen ist. Dem Stromzuführungsbereich 382 wird von dem damit verbundenen Winkelsensor 360 ein Messsignal zugeführt. Der Stromzuführungsbereich 382 erstellt hierbei ein Schaltmuster und steuert das Durchschalten/Sperren der Schaltelemente 158a, 158b zur Erregung des Motors 320 in Abhängigkeit von diesem Schaltmuster, um auf diese Weise den von dem Hauptsteuersignal angegebenen Steuersollwert zu realisieren.
Hierbei wird die Motor-Antriebseinrichtung 370 in ähnlicher Weise wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels betrieben. Der Hauptsteuerteil 374 legt den Steuersollwert auf der Basis des von dem Winkelsensor 360 erhaltenen Messsignals zur Realisierung eines Start-Ventilhubs, d. h., eines zum Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen maximalen Ventilhubs, in einem Schritt fest, der dem Schritt S3 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Der Stromzuführungsbereich 382 führt sodann einen dem Schritt S4 entsprechenden Schritt durch, sodass der Betrag des maximalen Ventilhubs mit dem Betrag des Start-Ventilshubs übereinstimmt. In einem dem Schritt S7 entsprechenden Schritt legt sodann der Hauptsteuerteil 374 den Steuersollwert auf der Basis des von dem Winkelsensor 360 erhaltenen Messsignals zur Realisierung eines Nachstart-Ventilhubs fest, der den nach dem Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen Betrag des maximalen Ventilhubs darstellt. Sodann führt der Stromzuführungsbereich 382 einen dem Schritt S8 entsprechenden Schritt aus, um den Betrag des maximalen Ventilhubs mit dem Betrag des Nachstart-Ventilhubs in Übereinstimmung zu bringen. In einem dem Schritt S10 entsprechenden Schritt legt der Hauptsteuerteil 374 den Steuersollwert auf der Basis des ersten und zweiten Drehzahlsignals fest, um einen geeigneten Betrag des maximalen Ventilhubs zu realisieren. Der Stromzuführungsbereich 382 führt sodann einen dem Schritt S11 entsprechenden Schritt zur Aufrechterhaltung oder Änderung des Betrages des maximalen Ventilhubs auf einen geeigneten Wert für die Brennkraftmaschine aus. In einem dem Schritt S14 entsprechenden Schritt legt der Hauptsteuerteil 374 einen Steuersollwert zur Realisierung des Betrages des Start-Ventilhubs auf der Basis des ersten und zweiten Drehzahlsignals oder auf der Basis des von dem Winkelsensor 360 erhaltenen Messsignals fest, falls die Drehzahlsignale nicht erzeugt werden. Der Stromzuführungsbereich 382 führt sodann einen dem Schritt S15 entsprechenden Schritt aus, durch den der maximale Ventilhub in Übereinstimmung mit dem Betrag des Start-Ventilhubs gebracht und aufrecht erhalten wird.
Die Motor-Antriebseinrichtung 370 führt hierbei den gleichen Ausfallsicherheitsbetrieb wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels aus.
Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel entsprechen die Steuerschaltung 372, der erste Schalter 130 und der zweite Schalter 140 einer Stromquellen-Steuereinrichtung, während die Steuerschaltung 372, der Schaltersensor 118 und der Schlüsselsensor 119 einer erfindungsgemäßen Detektoreinrichtung entsprechen.
Wenn bei dem zehnten Ausführungsbeispiel der Einführungsvorgang des Zündschlüssels vor der Erzeugung des Maschinen-Startbefehls erfasst wird, werden die Stromquelle der Treiberschaltung 380 und des Hauptsteuerteils 374 zur Erregung des Motors 320 eingeschaltet. Hierdurch wird der Betrag des maximalen Ventilhubs auf dem Betrag des Start-Ventilhubs gehalten, sodass beim Starten der Brennkraftmaschine der Betrag des Start-Ventilhubs eingestellt ist.
Wenn der Maschinen-Startbefehl erfasst wird, erregt die Treiberschaltung 380 den Motor 320 in Abhängigkeit von dem Hauptsteuersignal, das unabhängig von dem ersten und zweiten Drehzahlsignal auch vor der Erzeugung des ersten und zweiten Drehzahlsignals erzeugt wird. Hierdurch wird der Betrag des Nachstart-Ventilhubs kontinuierlich aufrecht erhalten, bis das erste und das zweite Drehzahlsignal erfasst sind.
Wenn das Maschinen-Abschaltsignal erfasst wird, bleiben die Stromquelle der Treiberschaltung 380 und die Stromquelle des Hauptsteuerteils 374 bis zum Ablauf der Zeitdauer T2 eingeschaltet, damit der Motor 320 bis zum Ablauf der Zeitdauer T1 angetrieben wird. Auf diese Weise kann der Betrag des maximalen Ventilhubs mit dem Betrag des Start-Ventilhubs zum Zeitpunkt des vollständigen Stillstands der Brennkraftmaschine übereinstimmen, sodass die Brennkraftmaschine in einem Zustand wieder gestartet werden kann, bei dem der Betrag des Start-Ventilhubs eingestellt ist. Wenn ferner im Normalbetrieb ein Überstrom durch die Treiberschaltung 380 und den Motor 320 fließt, wird der Betriebssicherungsvorgang zur Abschaltung der Stromquelle der Treiberschaltung 380 durchgeführt, sodass eine Funktionsbeeinträchtigung der Treiberschaltung 380 und des Motors 320 vermieden werden kann.
Modifikationen
Bei dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel kann für den ersten Schalter 130 und den zweiten Schalter 140 auch ein kontaktloses Relais in Form einer Halbleiterschaltung Verwendung finden. Außerdem kann der Ausfallsicherheitsbetrieb entfallen. Der Stromquellen-Steuerteil 114 kann das erste und zweite Stromquellen-Steuersignal mit H-Pegel zum Einschalten der Stromquelle der Treiberschaltung 150 und des Hauptsteuerteils 112 auch in Abhängigkeit von einem vom Fahrer durchgeführten Bremsvorgang, einem Vorgang zum Anlegen eines Sicherheitsgurtes oder dem Betätigungsvorgang einer Kupplung durch den Fahrer erzeugen, anstatt dies in Abhängigkeit von dem Einführungsvorgang eines Zündschlüssels vorzunehmen. In einem solchen Falle ist ein den jeweiligen Vorgang erfassender Sensor mit dem Stromquellen-Steuerteil 114, 202 zur Zuführung des entsprechenden Erfassungssignals verbunden. Die Stromquellen des Hauptsteuerteils 114, 202 und der Treiberschaltung 150, 380 können unabhängig voneinander gesteuert werden, sodass unterschiedliche Einschalt-/Abschaltzeiten für jede Stromquelle erhalten werden können. Bei dem neunten Ausführungsbeispiel kann der Stromquellen-Steuerteil 202 vor der Erzeugung des Maschinen-Startbefehls, d. h., vor dem Schritt S191, das erste Stromquellen-Steuersignal mit L-Pegel und das zweite Stromquellen-Steuersignal mit H-Pegel erzeugen, sodass die Stromquelle des Hauptsteuerteils 112 vor der Stromquelle der Treiberschaltung 150 eingeschaltet werden kann. Bei dem ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel kann die Brennkraftmaschine durch einen Hybridantrieb ersetzt werden. Ferner kann der Drehstrommotor auch durch einen anderen bekannten Motor ersetzt werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel können die Schritte S12 bis S17 übergangen werden. Bei dem neunten Ausführungsbeispiel können der Schritt S192, der Schritt S193 und der Schritt S194 übergangen werden. In diesem Falle wird der Motor 12 erregt, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle und der Nockenwelle unter den untersten Messgrenzwert des ersten Drehzahlsensors 116 und des zweiten Drehzahlsensors 117 abfällt. Bei dem neunten Ausführungsbeispiel können die Schritte S181 bis S203 durch die Schritte S42 bis S47 des zweiten Ausführungsbeispiels, die Schritte S62 bis S67 des dritten Ausführungsbeispiels, die Schritte S82 bis S87 des vierten Ausführungsbeispiels, die Schritte S102 bis S107 des funften Ausführungsbeispiels, die Schritte S122 bis S127 des sechsten Ausführungsbeispiels, die Schritte S142 bis S151 des siebten Ausführungsbeispiels oder die Schritte S172 bis S181 des achten Ausführungsbeispiels ersetzt werden. Darüber hinaus können die Schritte S198 bis S203 auch übergangen werden.
Bei dem zehnten Ausführungsbeispiel kann der Betrag des Ventilhubs auch bei einem Auslassventil eingestellt werden. Die den Schritten S12 bis S17 entsprechenden Schritte können übergangen werden. Von der Motor-Antriebseinrichtung 370 kann der gleiche Normalbetrieb wie im Falle des zweiten bis neunten Ausführungsbeispiels ausgeführt werden. Wenn der Betrieb entsprechend dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel erfolgt, legt der Hauptsteuerbereich 374 den Steuersollwert zur Realisierung des Start-Ventilhubes zur Zeit t1 in einem dem Schritt S44 oder dem Schritt S64 entsprechenden Schritt fest. Wenn der Betrieb entsprechend dem vierten, fünften oder sechsten Ausführungsbeispiel erfolgt, berechnet der Hauptsteuerteil 374 den Steuersollwert derart, dass zur Zeit t1 die Einstellung des Start-Ventilhubs realisiert ist. Wenn bei dem zehnten Ausführungsbeispiel der dem siebten oder achten Ausführungsbeispiel entsprechende Betrieb erfolgt, legt der Hauptsteuerteil 374 den Steuersollwert fest und bestimmt in einem dem Schritt S146 oder S176 entsprechenden Schritt, ob der Betrag des maximalen Ventilhubes mit dem Betrag des Start-Ventilhubes übereinstimmt. Wenn bei dem zehnten Ausführungsbeispiel der Betrieb entsprechend dem siebten oder achten Ausführungsbeispiel erfolgt, legt der Hauptsteuerteil 374 den Steuersollwert in einem dem Schritt S147 oder dem Schritt S177 entsprechenden Schritt sowie in einem dem Schritt S148 oder dem Schritt S178 entsprechenden Schritt fest. Wenn bei dem zehnten Ausführungsbeispiel der Betrieb entsprechend dem achten Ausführungsbeispiel erfolgt, erzeugt der Hauptsteuerteil 374 das dem Stromquellen-Steuerteil 114 zugeführte Befehlssignal.
Die vorstehend beschriebene Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) umfasst somit eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung eines Abstell-Befehlssignals zum Abstellen einer Brennkraftmaschine, eine Treiberschaltung (150) zum Antrieb eines Motors (12) und einen Stromquellen-Steuerteil (110). Der Stromquellen-Steuerteil (110) hält die Treiberschaltung (150) bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer (T2) nach der Erfassung des Abstell-Befehlssignals im Einschaltzustand. Auf diese Weise erfolgt mit Hilfe der Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) eine für einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine geeignete Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße.

Claims

Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, wobei die Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) aufweist: eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Abstellanweisung, eine Treiberschaltung (150, 380) zur Erregung eines Motors (12, 320), und eine Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) zum Einschalten/Abschalten einer Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) einen Schalter zum Einschalten/Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) und eine den Schalter steuernde Steuerschaltung umfasst, die den Motor (12, 320) erregende Treiberschaltung (150, 380) ein Kontrollsignal erzeugt, das den Zustand eines über den Motor (12, 320) fließenden Stroms angibt, und auch nachdem die Abstellanweisung erzeugt wurde, die Steuerschaltung die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) durch Steuerung des Schalters abschaltet, wenn auf der Basis des Kontrollsignals das Fließen eines abnormen Stroms über den Motor (12, 320) festgestellt wird.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, wobei die Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) aufweist: eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Abstellanweisung, eine Treiberschaltung (150, 380) zur Erregung eines Motors (12, 320), und eine Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) zum Einschalten/Abschalten einer Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) einen ersten Schalter zum Einschalten/Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380), einen Hauptsteuerteil (112), in dem ein Steuersignal erzeugt wird, das ein Steuerziel angibt, auf das die Treiberschaltung den Motor (12, 320) ansteuert, einen zweiten Schalter zum Einschalten/Abschalten einer Stromquelle des Hauptsteuerteils (112), und einen Stromquellen-Steuerteil (114), der den ersten Schalter und den zweiten Schalter steuert, umfasst, und nachdem die Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) erfasst wurde, der Stromquellen-Steuerteil die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) und des Hauptsteuerteils durch gleichzeitige Steuerung des ersten Schalters und des zweiten Schalters abschaltet, wenn ein Steuersignal empfangen wird, das angibt, dass eine bestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, nachdem die Abstellanweisung erfasst wurde.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 2, wobei die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) einschaltet.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 3, wobei die vorgegebene Zeitdauer länger als eine Zeitdauer vom Zeitpunkt einer bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgenden Zuführung eines Abstell-Befehlssignals bis zu dem Zeitpunkt eines vollständigen Stillstands der Brennkraftmaschine ist.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 2, wobei die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) nach der Erfassung eines Abstell-Befehlssignals durch die Detektoreinrichtung (118, 119) bis zum Stillstand der Brennkraftmaschine abschaltet.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 2, wobei die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) einschaltet, bis die Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) mit einer Sollgröße übereinstimmt.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 2, wobei die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) nach der Erfassung einer Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) einschaltet, bis die Brennkraftmaschine zum Stillstand gekommen ist und die Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße mit einer Sollgröße übereinstimmt.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) während einer zwischen einem Zeitpunkt vor und einem Zeitpunkt nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) liegenden Zeitdauer einschaltet.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Treiberschaltung (150, 380) den Motor (12, 320) nach der Erfassung der Abstellanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) erregt.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, wobei die Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) aufweist: eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Startanweisung, eine Treiberschaltung (150, 380) zur Erregung eines Motors (12, 320), und eine Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) zum Einschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) vor der Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Startanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) einen Schalter zum Einschalten/Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) und eine den Schalter steuernde Steuerschaltung umfasst, die den Motor (12, 320) erregende Treiberschaltung (150, 380) ein Kontrollsignal erzeugt, das den Zustand eines über den Motor (12, 320) fließenden Stroms angibt, und auch bevor die Startanweisung erzeugt wurde, die Steuerschaltung die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) durch Steuerung des Schalters abschaltet, wenn auf der Basis des Kontrollsignals das Fließen eines abnormen Stroms über den Motor (12, 320) festgestellt wird.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, wobei die Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) aufweist: eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Startanweisung, eine Treiberschaltung (150, 380) zur Erregung eines Motors (12, 320), und eine Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) zum Einschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) vor der Erfassung einer der Brennkraftmaschine übermittelten Startanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) einen ersten Schalter zum Einschalten/Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380), einen Hauptsteuerteil (112), in dem ein Steuersignal erzeugt wird, das ein Steuerziel angibt, auf das die Treiberschaltung den Motor (12, 320) ansteuert, einen zweiten Schalter zum Einschalten/Abschalten einer Stromquelle des Hauptsteuerteils (112), und einen Stromquellen-Steuerteil (114), der den ersten Schalter und den zweiten Schalter steuert, umfasst, und die Stromquellen-Steuereinrichtung die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) und des Hauptsteuerteils durch gleichzeitige Steuerung des ersten Schalters und des zweiten Schalters einschaltet, bevor die Startanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) erfasst wird.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 11, wobei die Detektoreinrichtung (118, 119) vor der Erzeugung der Startanweisung einen Betriebsvorgang bei einem Fahrzeug erfasst, und die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) nach der Erfassung des Betriebsvorgangs bei dem Fahrzeug durch die Detektoreinrichtung (118, 119) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) bis zur Erfassung der Startanweisung einschaltet.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) während einer zwischen einem Zeitpunkt vor und einem Zeitpunkt nach der Erfassung der Startanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) liegenden Zeitdauer einschaltet.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Treiberschaltung (150, 380) den Motor (12, 320) vor der Erfassung der Startanweisung durch die Detektoreinrichtung (118, 119) erregt.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 14, wobei die Detektoreinrichtung (118, 119) ein Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine erfasst, und die Treiberschaltung (150, 380) den Motor (12, 320) erregt, bevor die Detektoreinrichtung (118, 119) das Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine erfasst.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) zur Einstellung einer Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße einer Brennkraftmaschine unter Verwendung des Drehmoments eines Motors, wobei die Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) aufweist: eine Detektoreinrichtung (118, 119) zur Erfassung eines Drehzahlsignals der Brennkraftmaschine, und eine Treiberschaltung (150, 380) zur Erregung eines Motors (12, 320) vor der Erfassung des Drehzahlsignals durch die Detektoreinrichtung (118, 119), dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquellen-Steuereinrichtung (110, 130, 140, 201, 372) einen Schalter zum Einschalten/Abschalten der Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) und eine den Schalter steuernde Steuerschaltung umfasst, die den Motor (12, 320) erregende Treiberschaltung (150, 380) ein Kontrollsignal erzeugt, das den Zustand eines über den Motor (12, 320) fließenden Stroms angibt, und auch bevor das Drehzahlsignal erfasst wird, die Steuerschaltung die Stromquelle der Treiberschaltung (150, 380) durch Steuerung des Schalters abschaltet, wenn auf der Basis des Kontrollsignals das Fließen eines abnormen Stroms über den Motor (12, 320) festgestellt wird.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Treiberschaltung (150, 380) den Motor (12, 320) nach der Erfassung eines Startanweisungssignals durch die Detektoreinrichtung (118, 119) bis zur Erfassung des Drehzahlsignals erregt.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach zumindest einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Detektoreinrichtung (118, 119) eine Steuerschaltung aufweist, die ein Steuersignal auf der Basis des Drehzahlsignals erzeugt, wenn ein Drehzahlsignal erfasst wird, und ein Steuersignal unabhängig von dem Drehzahlsignal erzeugt, wenn kein Drehzahlsignal erfasst wird, und die Treiberschaltung (150, 380) den Motor (12, 320) auf der Basis des Steuersignals erregt.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei eine Ventilsteuerzeit als die Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße eingestellt wird.
Ventil-Steuereinrichtung (10, 300) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei ein Maximalbetrag des Ventilhubes als die Ventilöffnungs-/Ventilschließgröße eingestellt wird.